카톡하면서 코딩하는게 어떻게 당연해? 멀티 스레드에 대해

부트캠프에서 운영체제를 공부하고 멀티 스레드 프로그래밍에 대해 더 알아보는 과제가 있었다. 이 때, 특히나 멀티 스레드 프로그래밍의 사례와 필요성에 중점을 놓고 공부를 하였는데, 이 부분을 복습하기 위해 해당 글을 포스팅한다.

멀티 스레드(Multi Thread)란?

• 하나의 프로세스를 다수의 실행 단위로 구분해 자원을 공유하고 자원의 생성과 관리의 중복성을 최소화하여 수행 능력을 향상 시키는 것
• 하나의 프로그램에서 동시에 여러 개의 일을 수행할 수 있도록 해주는 것이지만, 사실상 분산 처리를 통해서 동시에 실행되는 것 처럼 보이는 것이다.

대표적인 사례는 어떻게 될까?

• 대표적인 예시로는 Window가 있다. 반면에 DOS는 한번에 한가지 작업만 할 수 있는 것 처럼, 싱글 쓰레드이다.

멀티 스레드를 사용해야 할 이유

• 응답성 👍🏼 유투브를 보면서 메일을 쓰는 것 처럼! 사진 다운로드 하면서 검색을 할 수 있는 것 처럼💁🏼‍♀️
• 경제성 👍🏼 당연히 메모리를 공유하기에 메모리 공간과 시스템 자원 소모가 확실하게 줄어든다.
• 멀티 프로세서 활용 👌🏼 다중 CPU 구조에서는 각각의 스레드가 다른 프로세서에서 병렬로 수행될 수 있기 때문

이런 멀티 스레드도 단점은 있지😢

• 둘 이상의 스레드가 동시에 실행하면 문제를 일으키는 코드 블록을 임계 영역(critical section)이라고 하는데, 공유하는 자원에 동시에 접근하는 경우, 프로세스와는 달리 스레드는 데이터와 힙 영역을 공유하기 때문에 어떤 스레드가 다른 스레드에서 사용중인 변수나 자료구조에 접근해 엉뚱한 값을 읽어오거나 수정할 수 있다. 여기서 바로 '동기화'가 필요하다.
• 동기화를 통해 스레드의 작업 처리 순서와 공유 자원에 대한 접근을 컨트롤 할 수 있다. 하지만 불필요한 부분까지 동기화를 할 경우에 과도한 lock으로 인해 병목 현상을 발생시켜 성능이 저하될 수 있으니 주의해야한다💦
• 추가적으로, context switching(스레드 간의 작업 전환), 동기화, 데드락 등의 이유 때문에 싱글 코어 멀티 스레딩은 스레드 생성 시간이 오히려 오버헤드로 작용하기 때문에 단일 스레드보다 더 느린 경우도 종종 있다.

여러가지 일을 동시에 하게 해주는 고마운 기능이지만, 이러한 기술에도 역시나 장단점은 꼬리표처럼 따라온다. 다음번에는 멀티 쓰레드의 단점인 데드락, context switching, 동기화에 대해서 자세히 알아보아야겠다.