Thread
- Process가 할당받은 자원을 이용하는 실행흐름의 단위이다.
- 모든 Process는 하나 이상의 Thread가 존재한다. Single core에서도 Thread는 존재한다.
Single Thread Process: Thread 하나만 가짐
Multi Thread Process: Thread 둘 이상 가짐
Thread in Memory
- Thread간에 Code,Data,Heap부분은 공유한다.
- Program Counter(PC)와 Stack부분은 Thread마다 독립적으로 가진다.
PC를 독립적으로 가지는 이유:
Multi Threading에서 여러 Thread가 하나의 Process내에서 동시에 실행될 때, 각 Thread는 다른 코드 실행 흐름을 가질 수 있다.
그래서 각 Thread가 자신의 PC를 독립적으로 관리함으로써, 동시에 다른 명령어를 실행할 수 있고, 다른 코드 경로를 따라갈 수 있다.
만약 PC를 공유하면 모든 Thread가 동시에 같은 명령어를 수행하게 되어 Thread들은 독립적으로 수행하지 못한다.
Paralleism
- Data Parallelism: 같은 데이터의 부분집합에서 동일한 작업을 수행한다.
- Task Parallelism: 동일하거나 다른 데이터에 대해 다른 작업을 수행한다.
Model
- Kernel Thread: OS에서 지원하고 관리하는 Thread
- User Thread: User-Level Library에 의해 만들어지고 관리되는 Thread
One-to-One
- User-level Thread마다 하나의 Kernel Thread로 매핑된다.
- 장점: 각각 병렬적이게 처리가능하다.
- 단점: overhead가 클 수 있다는 단점이 있다.
ex) Linux, windows
Many-to-One
- 많은 User level Thread가 하나의 Kernel Thread로 매핑된다.
- 장점: User thread와 kernel thread의 context switch가 빠르다.
- 단점: multi core에서 병렬적이게 실행이 되지 않을 수도 있다.
ex) Solaris Green Threads, GNU Portable Threads
Many to Many
- User Thread의 수 이하 만큼 Kernel Thread에 매핑된다.
- 연결된 Kernel Thread가 Block되어도 다른 Kernel Thread를 매핑해 병렬처리를 사용할 수 있다. 위의 두 모델을 극복한 모델이다.
Pthread
- POSIX Standard API
#include<pthread.h>- pthread_create()
int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);thread를 만들 때 사용하는 함수
첫 번째 인자: Thread의 ID를 저장할 변수이다.
두 번째 인자: Thread의 특성을 설정할 때 사용하는데, 보통NULL을 쓴다.
세 번째 인자: Thread생성 후 실행되는 함수이다.
네 번째 인자: Thread가 실행할 함수에 전달되는 파라미터다.
- pthread_detach()
int pthread_detach(pthread_t thread);thread를 main thread와 분리시키는 함수
main thread에서 join하지 않아도 해당 thread가 종료되면 즉시 리소스를 free한다.
첫 번째 인자: main thread에서 분리시킬 thread이다.
- pthread_exit()
void pthread_exit(void *retval);첫 번째 인자: Thread의 종료 값이다.
- pthread_join()
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);thread가 반환될 때까지 기다리는 함수
첫 번째 인자: 반환될 Thread이다.
두 번째 인자: 대상 스레드의 종료 상태가 저장될 위치를 가리킨다.
- 이 함수들 이외에 thread_self(), thread_cleanup_push(), thread_pop()등이 있다.
exec()
- exec family 함수를 호출할 경우 모든 thread를 다지우고 thread하나만 남는다.
fork()
- fork(): UNIX에서 모든 thread를 복사
- fork1(): UNIX에서 fork를 호출한 thread만 남긴다.
