- https://stackoverflow.com/questions/200469/what-is-the-difference-between-a-process-and-a-thread
- https://gmlwjd9405.github.io/2018/09/14/process-vs-thread.html
- https://velog.io/@raejoonee/%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4%EC%99%80-%EC%8A%A4%EB%A0%88%EB%93%9C%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4
- https://brunch.co.kr/@babosamo/100
- https://gompangs.tistory.com/entry/OS-Thread-Safe%EB%9E%80
- https://agh2o.tistory.com/12
✅프로세스와 스레드의 차이
👏프로세스
프로그램
어떤 작업을 위해 실행할 수 있는 파일
파일이 저장 장치에 저장되어 있지만, 메모리에는 올라가 있지 않은 정적인 상태
메모리에는 올라가 있지 않은: 운영체제가 프로그램에게 독립적인 메모리 공간을 할당해주지 않았기 때문- 그냥 코드 덩어리 (*.exe 파일)
프로세스
코드 덩어리 파일인 프로그램을 실행한 것 (동적인 상태의 프로그램)
- 메모리에 올라와(운영체제로부터 시스템 자원을 할당받음) 실행되고 있는 프로그램의 인스턴스로 독립적인 개체이다.
- 할당받는 시스템 자원으로 👉
CPU 시간,운영에 필요한 주소 공간,code, data, stack, heap 구조의 독립된 메모리 영역- 실행파일을 클릭했을 때, 메모리(RAM)할당이 이루어지고, 이 메모리공간으로 코드가 올라간다. 이 순간부터 이 프로그램은 '프로세스'라 불리게 된다
📢특징
- 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(
Code, Data, Stack, Heap)을 운영체제로부터 할당 받는다. (프로세스 끼리 변수나 자료구조에 직접 접근 불가)- 프로세스는 기본적으로 최소 1개의 스레드 (= main 스레드)를 가지고 있다
- 다른 프로세스의 자원에 접근하기 위해서
IPC(프로세스 간 통신; Inter-Process Communication)을 사용해야한다. (ex. Pipe, File, Socket 등)
프로그램이 복잡해 질수록 하나의 프로세스만 사용하기에 벅차게 되었다.
그렇다고 프로세스를 여러 개 만들 수 없다. (운영체제의 안정성을 위해 각각의 프로세스는 자원을 공유하지 못하기 때문)
👉 프로세스보다 더 작은 실행 단위 개념인 스레드가 필요해졌다.
👏스레드
프로세스의 코드에 정의된 절차에 따라 실행되는 특정한 수행 경로
프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 단위
📢특징
- 스레드는 프로세스 안에서
Stack만 따로 할당 받고,Code, Data, Heap영역은 공유한다. (별도의 Stack을 가지지만 Heap은 서로 공유한다)- 스레드는 같은 프로세스 내의
주소 공간,자원을 공유한다.
프로세스 내의 한 스레드가 프로세스 자원을 변경하면, 다른 이웃 스레드 (Sibling Thread)도 그 변경 결과를 즉시 확인할 수 있다.
📢자바 스레드
JVM이 운영체제의 역할을 할 뿐, 일반적인 스레드와 비슷하다.- 자바에는
프로세스가 존재하지 않고스레드만 존재한다.자바 스레드는JVM에 의해 스케쥴링되는실행 단위 코드 블록이다.- 개발자는
자바 스레드로 동작할스레드 코드를 작성하고스레드 코드가 생명을 가지고 실행하도록JVM에 요청한다.
👏프로세스와 스레드 차이점
스레드는프로세스안에 포함되어 있기에 개념 범위가 다르다.스레드는 같은 프로세스 안에서 다른 스레드끼리Heap공간을 공유하기 때문에 정보 공유가 쉽다.
프로세스는 다른 프로세스의 메모리에 직접 접근할 수 없고 번거롭게IPC를 통해 정보 공유를 한다.프로세스가 강제 종료되면 다른 프로세스에 아무런 영향을 주지 않는다.
스레드는Code, Data, Heap메모리 영역을 서로 공유하기 때문에 하나의 스레드에 오류가 발생하면 같은 프로세스 내의Sibling Thread들도 모두 강제 종료된다.스레드는CPU 입장에서의 최소 작업 단위이고
프로세스는운영체제 관점에서의 최소 작업 단위이다.
✅ 멀티 프로세스와 멀티 스레드
👏멀티 프로세스
하나의 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여, 각 프로세스가 하나의 작업(task)를 처리하는 것
하나의 운영체제 안에서 여러 프로세스가 실행되는 것
📢특징
📌장점: 하나의 프로세스에 오류가 발생하여도 프로그램은 동작한다.📌단점:Context-Switching비용이 발생한다. 프로세스 간 정보를 공유하기 위해서 복잡한 통신 기법 (IPC)을 사용한다.
Context Switching: CPU에서 여러 프로세스들이 돌아가며 작업을 처리하는 과정
- 동작 중인 프로세스가 실행을 중단하고 다른 프로세스가 실행을 재개할 때, 재개에 필요한 환경을 다시 복구하는 비용(시간)이다.
- 운영체제 오버헤드의 큰 요인 중 하나이다. 그 이유는
프로세스끼리의 공유 메모리가 없어 모든 데이터를 리셋하고 다시 캐시 정보를 불러와야 하기 때문이다.
👏멀티 스레드
프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하여, 각 스레드가 작업(task)를 처리하는 것
하나의 프로세스가 여러 작업을 여러 스레드를 사용하여 동시에 처리하는 것
📢특징
📌장점: 스레드간 자원(Code, Data, Heap) 공유로 응답 시간이 빠르고시스템 자원 소모와처리 비용이 감소(실행 속도 향상)한다.
시스템 자원 소모 감소: 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어 들기 때문이다.처리 비용 감소: 스레드 간에 데이터를 공유하므로Context Switching이 빠르다. (Stack 영역만Context Switching)응답 시간 단축: Stack을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 스레드간의 간단한 통신 방법으로 통신 부담이 적다.📌단점: 하나의 스레드 오류로 전체 프로세스에 문제가 발생한다. 자원을 공유하기 때문에 동기화 이슈 (Synchronization Issue)가 있다.
동기화 이슈: 여러 스레드가 전역 변수 하나(자원)를 공유할 경우 발생할 수 있는 충돌
- 운영체제가 직접 스케쥴링하지 않기에 프로그래머가 스케쥴링을 직접 구현해야하므로 디버깅 과정이 까다롭다
📢Thread Safe
여러 스레드가 동시에 사용되어도 안전하다는 것
- 특정 함수와 특정 변수가 여러 스레드에서 호출되어 나온 결과와 하나의 스레드에서 호출되어 나온 결과가 같음을 보장한다는 의미이다.
- 특정 함수가
전역 변수를 참조하면Thread Safe하지 않은 결과가 나올 수 있다.
MUTEX,SEMAPHORE를 이용한 동기화 방법으로Thread Safe를 지킬 수 있다. 참고
👏멀티 프로세스 대신 멀티 스레드를 사용하는 이유
여러 개의 프로그램을 실행하는 것 (멀티 프로세스) 대신 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결 (멀티 스레드) 하는 이유 ❓
👉 멀티 스레드의 장점 & 멀티 프로세스의 단점
📌자원 효율 증대
- 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다
- Stack을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 스레드간의 간단한 통신 방법으로 통신 부담이 적다
📌처리 비용 감소및응답 시간 단축
- 프로세스 간의 통신(IPC)보다 스레드 간의 통신의 비용이 적으므로 작업들 간의 통신의 부담이 줄어든다.
- 프로세스 간의 전환 속도보다 스레드 간의 전환 속도가 빠르다. (Stack 영역만
Context Switching하기 때문에Context Switching이 빠르다)
