불순분자 OS - Thread

불순분자들·2022년 7월 21일

OS

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Thread를 공부하기 앞서 process를 다시 살펴보면 프로세스는 단순히 실행 중인 프로그램이다.
이러한 프로세스는 프로그램에 사용되는 데이터와 메모리 등의 자원 그리고 스레드로 구성된다.

Thread

그러면 Thread는 무엇이냐하면, 프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체를 의미한다.
위 그림과 같이 [프로세스]의 큰 틀 안에 Code, Data, Heap, Thread가 존재하며, Thread 안에는 Stack이 존재하고 있다.

Thread 와 Process의 차이점

Thread와 Process의 주요 차이점은 동일한 프로세스 내에서 Thread는 공유 메모리 공간에서, Process는 별도의 메모리 공간에서 실행된다는 차이점이 있다.

Stack을 Thread마다 독립적으로 할당하는 이유

Stack은 함수 호출 시 전달되는 인자, 선언하는 변수 등을 저장하기 위해 사용되는 메모리 공간이다.
Stack 메모리 공간이 독립적이라는 의미는 독립적인 함수 호출이 가능하다는 의미이며, 독립적인 실행 흐름이 추가된다는 것이다.
Thread의 정의에 의거하면 독립적인 실행 흐름을 추가하기 위해 최소한의 조건으로 독립된 Stack 영역을 할당하는 것이다.

PC register를 Thread마다 독립적으로 할당하는 이유

PC 값은 Thread가 명령어를 어디까지 수행했는지 나타나게된다.
Thread는 CPU를 할당받았다가 Scheduler에 의해 다시 선점 당하는데, 때문에 명령어가 연속적으로 수행되지 못하고 어느 부분까지 수행했는지 기억할 필요가 있다.
결과적으로 PC register를 독립적으로 할당하는 이유가 된다.

스레드의 생성과 실행

class ThreadEx extends Thread{
    public void run() {
        for (int i=0; i<5; i++) {
            System.out.println(getName()); // 현재 실행중인 스레드의 이름을 반환.
            try{
                // Thread.sleep() 코드만 사용하면 checkedException 인
                // InterruptedException 이 발생한다.
                // 그러므로 try.. catch 를 이용하여 오류를 해결한다.
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class ThreadWithRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        for (int i=0; i<5; i++) {
            // 현재 실행중인 스레드의 이름을 반환.
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class Thread0101 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadEx threadEx = new ThreadEx(); // Thread 클래스를 상속받는 방법
        Thread threadEx2 = new Thread(new ThreadWithRunnable()); // Runnable 인터페이스 구현 방법

        threadEx.start();
        threadEx2.start();
    }
}

위와 같이 작성한 뒤 프로그램을 실행하면 결과는 다음과 같다.

결과를 확인해보면서 알 수 있듯이, 생성된 스레드가 서로 번갈아가며 실행되고 있는 것을 확인 할 수 있다.
Thread 클래스를 상속 받으면 다른 클래스를 상속 받을 수 없으므로, 일반적으로 Runnable 인터페이스를 구현하는 방법으로 스레드를 생성한다.