1. 운영체제 관점: Program / Process / Thread
Program (프로그램)
정의: 실행 가능한 파일 형태로 저장장치에 저장된 명령어들의 집합
특징:
- 정적(Static)인 개념
- 디스크나 SSD와 같은 보조기억장치에 저장된 실행 파일
- 아직 실행되지 않은 상태의 코드와 데이터
- 하나의 프로그램으로 여러 개의 프로세스를 생성할 수 있음
예시:
notepad.exe(메모장 실행 파일)chrome.exe(크롬 브라우저 실행 파일)python.exe(파이썬 인터프리터 실행 파일)
Process (프로세스)
정의: 실행 중인 프로그램의 인스턴스로, 운영체제로부터 자원을 할당받은 작업 단위
특징:
- 동적(Dynamic)인 개념
- 독립적인 메모리 공간을 가짐 (코드, 데이터, 힙, 스택 영역)
- 각자 고유한 Process ID(PID)를 가짐
- 프로세스 간 통신은 IPC(Inter-Process Communication)를 통해 이루어짐
- 하나의 프로세스가 오류로 종료되어도 다른 프로세스에 영향을 주지 않음
구성 요소:
- PCB(Process Control Block): 프로세스 상태 정보를 저장하는 구조체
- 메모리 공간: 독립적인 가상 메모리 주소 공간
- 자원: 파일, 네트워크 연결, 장치 등
프로세스 상태:
- New: 프로세스가 생성 중인 상태
- Ready: CPU 할당을 기다리는 상태
- Running: CPU를 할당받아 실행 중인 상태
- Waiting: I/O 작업 완료를 기다리는 상태
- Terminated: 실행이 완료되어 종료된 상태
Thread (스레드)
정의: 프로세스 내에서 실행되는 가장 작은 실행 단위
특징:
- 경량 프로세스(Light Weight Process)라고도 불림
- 같은 프로세스 내의 스레드들은 메모리 공간을 공유
- 독립적인 스택과 레지스터를 가짐
- 스레드 간 통신은 메모리 공유를 통해 쉽게 이루어짐
- 컨텍스트 스위칭 비용이 프로세스보다 적음
메모리 구조:
- 공유 영역: 코드, 데이터, 힙 영역
- 독립 영역: 스택, 레지스터
장점:
- 빠른 생성과 종료
- 효율적인 자원 사용
- 응답성 향상
- 병렬 처리 가능
단점:
- 동기화 문제 (Race Condition, Deadlock)
- 하나의 스레드 오류가 전체 프로세스에 영향
- 디버깅의 복잡성
2. 객체지향 프로그래밍 관점: Class / Object / Method
Class (클래스)
정의: 객체를 생성하기 위한 설계도 또는 템플릿
특징:
- 추상적인 개념
- 속성(Attribute)과 메서드(Method)를 정의
- 객체가 어떤 데이터를 가지고 어떤 동작을 할지 명세
- 코드의 재사용성과 모듈성을 제공
구성 요소:
- 속성(Field/Property): 객체의 상태를 나타내는 변수
- 메서드(Method): 객체의 동작을 정의하는 함수
- 생성자(Constructor): 객체를 초기화하는 특별한 메서드
- 소멸자(Destructor): 객체가 소멸될 때 호출되는 메서드
예시 (Java):
public class Car {
// 속성
private String brand;
private int speed;
// 생성자
public Car(String brand) {
this.brand = brand;
this.speed = 0;
}
// 메서드
public void accelerate() {
speed += 10;
}
public void brake() {
speed = Math.max(0, speed - 10);
}
}Object (객체)
정의: 클래스를 바탕으로 생성된 실체(Instance)
특징:
- 클래스의 구체적인 구현체
- 실제 메모리에 할당되는 실체
- 고유한 식별자(Identity)를 가짐
- 상태(State)와 행동(Behavior)을 가짐
- 다른 객체와 메시지를 주고받으며 상호작용
객체의 3요소:
1. Identity (식별성): 객체를 구별할 수 있는 고유성
2. State (상태): 객체의 속성 값들
3. Behavior (행동): 객체가 수행할 수 있는 동작들
예시:
// 객체 생성
Car myCar = new Car("Toyota"); // myCar는 Car 클래스의 객체
Car yourCar = new Car("Honda"); // yourCar는 Car 클래스의 또 다른 객체
// 각 객체는 독립적인 상태를 가짐
myCar.accelerate(); // myCar의 속도만 증가
yourCar.brake(); // yourCar의 속도만 감소Method (메서드)
정의: 객체의 동작을 정의하는 함수
특징:
- 객체의 행동을 구현
- 객체의 상태를 변경하거나 조회
- 다른 객체와의 상호작용을 담당
- 매개변수를 받고 반환값을 가질 수 있음
메서드 종류:
1. Instance Method: 특정 객체에 대해 호출되는 메서드
2. Static Method: 클래스 차원에서 호출되는 메서드
3. Abstract Method: 구현이 없는 추상 메서드
4. Final Method: 오버라이드할 수 없는 메서드
접근 제어자:
- public: 어디서든 접근 가능
- private: 같은 클래스 내에서만 접근 가능
- protected: 같은 패키지 또는 상속받은 클래스에서 접근 가능
- default: 같은 패키지 내에서만 접근 가능
예시:
public class BankAccount {
private double balance;
// Instance Method
public void deposit(double amount) {
if (amount > 0) {
balance += amount;
}
}
// Instance Method
public double getBalance() {
return balance;
}
// Static Method
public static double calculateInterest(double principal, double rate) {
return principal * rate;
}
}개념 간 관계 정리
운영체제 관점
- Program → Process: 프로그램이 실행되면 프로세스가 됨
- Process → Thread: 프로세스 내에서 여러 스레드가 동시에 실행됨
- 관계: 1개 프로그램 → N개 프로세스 → M개 스레드
객체지향 관점
- Class → Object: 클래스를 바탕으로 객체를 생성 (인스턴스화)
- Object → Method: 객체가 메서드를 호출하여 동작 수행
- 관계: 1개 클래스 → N개 객체 → M개 메서드 호출
두 관점의 유사성
- 설계 vs 실행: Program/Class는 설계, Process/Object는 실행 중인 실체
- 단위: Thread/Method는 실제 작업을 수행하는 최소 단위
- 추상화: 두 관점 모두 복잡한 시스템을 계층적으로 추상화하여 관리
DONE IS BETTER THAN PERFECT.