본 포스팅은 이화여자대학교 공개강의를 참조하여 제작하였습니다.

스레드

• 스레드를 사용하면 병렬성을 높일 수 있다.
• 동일한 일을 수행하는 다중 스레드로 높은 throughput과 성능 향상
• 왜냐하면 하나의 스레드가 blocked 상태일 때 다른 스레드가 태스크 수행 가능

PCB 내 스레드

• PCB에서 스레드 관련 정보를 얻기 위하여 PC와 레지스터를 참조

code/data/stack

• 스레드는 code/data 공유
• stack 별도 관리

Why?

• Responsiveness

  Ex) 웹툰 감상
  웹툰 페이지를 서버에 요청 👉🏻 삽화 로딩까지 스레드 blocked 👉🏻 스레드 미존재시 삽화 렌더링까지 빈 화면 👉🏻 스레드 존재시 삽화 스레드 blocked 동안 HTML 파일 렌더링 가능(리모컨, 목차, 메뉴 등)

• Resource Sharing

  같은 프로세스 내에서 code/data를 공유하기 때문에 메모리 효율 증가

• Fast Context Switch

  프로세스보다 스레드 간 context switch가 더욱 빠름, 이는 overhead를 줄여줌

• Utilization of MP processors

??? 각기 다른 프로세스에서 병렬성이 있는건 스레드 뿐만 아니라 프로세스도 마찬가지 아닌가??

프로세스

생성

• 부모 프로세스는 여러 자식 프로세스를 낳을 수 있다. 👉🏻 트리 구조
• 자식 프로세스는 부모 프로세스와 동일한 주소 공간을 할당
• 각각의 자식 프로세스는 할당된 주소 공간에 원하는 프로그램을 덮어써 커스터마이징

UNIX 예시

fork(): 자식 프로세스 생성
exec(): 덮어쓰기

fork

• 위의 소스코드 1번 지점에서 fork 발생
• 이 때, 자식 프로세스의 실행 지점은?
• 3번 지점부터 시작!
• fork는 context switch를 사용하기 때문

pid

• fork's return value
• 부모 자식을 구분하기 위해
• 부모 > 0, 자식 = 0

COW

Copy-on-Write

• 운영체제에서는 보통 부모와 자원을 공유하지 않는 모델 사용
• write 전까지 부모와 자원 공유를 하다가 write 발생 후에 부모의 code/data를 복사하여 별도의 자원 관리

대기

wait

자식 프로세스가 종료될 때까지 부모 프로세스를 blocked

• 자식 프로세스 종료시 부모는 ready

종료

exit

• 프로세스가 마지막 명령을 수행 후 OS에게 자원 자진 반납

abort

• 프로세스가 외부 요인으로 인하여 강제종료

1. 자식이 할당 자원을 넘어섬
2. 자식에게 더 이상 태스크가 필요하지 않음.
3. 부모가 종료됨

협력 프로세스

• 프로세스 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스에 영향을 미칠 수 있음.

프로세스간 협력 메커니즘

IPC: Interprocess Communication

메시지 전달법

• message passing: 커널을 통해 메시지 전달

주소 공간 공유

• shared memory: 서로 다른 프로세스일지라도 메모리를 공유하는 메커니즘
• 스레드: 스레드는 한 프로세스 내에서 code/data 공유

엄밀히 말하면 스레드는 프로세스가 아니기 때문에 프로세스 간 협력은 아니지만 어쨌든 CPU를 할당받는 특성에 기인하여 하나의 프로세스로 간주함