프로세스와 스레드
프로세스(process)
실행 중인 프로그램(program)
프로그램을 실행하면 OS로부터 실행에 필요한 자원(메모리)을 할당받아 프로세스가 된다. 그리고 프로그램을 수행하는 데 필요한 데이터와 메모리 등의 자원 그리고 쓰레드로 구성되어 있으며 프로세스의 자원을 이용해서 실제로 작업을 수행하는 것이 바로 쓰레드이다.
- 프로세스 = 프로그램 + 프로세스제어블록
- 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap의 구조)을 할당받는다.
쓰레드(Thread)
- 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당받고 Code, Data, Heap 영역은 공유한다.
- 스레드는 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름으로, 프로세스 내의 주소 공간이나 자원들 (힙 공간 등)과 같은 프로세스 내에 스레드끼리 공유하면서 실행된다.
- 같은 프로세스 안에 있는 여러 스레드들은 같은 힙 공간을 공유한다.
자바 스레드(Java Thread)
- 일반 스레드와 거의 차이가 없으며, JVM가 운영체제의 역할을 한다.
- 자바에는 프로세스가 존재하지 않고 스레드만 존재하며, 자바 스레드는 JVM에 의해 스케줄되는 실행 단위 코드 블록이다.
프로세스와 스레드의 비교
- 공통점
- 멀티프로세서와 멀티스레드 양쪽 모두 여러 흐름이 동시에 진행
- 차이점
- 멀티프로세서에서 각 프로세스는 독립적으로 실행되며 각각 별개의 메모리를 차지하고 있지만 멀티스레드는 프로세스 내의 메모리를 공유해 사용가능
- 프로세스 간의 전환 속도보다 스레드 간의 전환 속도도 빠름
멀티 프로세스 vs 멀티 스레드
멀티 프로세스로 실행되는 작업을 멀티 스레드로 실행할 경우, 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있습니다.
프로세스 간의 통신보다 스레드 간의 통신이 비용적으로 저렴하며 작업들 간의 통신의 부담이 줄어들게 됩니다.
스레드 간의 통신시 데이터를 주고받는 방법은 메모리 공간을 공유하므로 데이터 세그먼트, 즉 전역 변수를 이용하여 구현하게 되는데, 공유하는 전역 변수를 여러 스레드가 함께 사용하려면 충돌현상이 발생하게 됩니다.
따라서, 스레드 간에 통신할 경우에는 충돌 문제가 발생하지 않도록 동기화 문제 를 프로그래머가 직접 해결해줘야 합니다. 이 때문에 멀티스레드 프로그래밍은 프로그래머의 주의를 요구합니다.
스레드의 장점
- 시스템의 throughput이 향상된다.
- 시스템의 자원 소모가 줄어든다
- 프로그램의 응답 시간이 단축된다.
- 프로세스 간 통신 방법에 비해 스레드 간의 통신 방법이 훨씬 간단하다.
스레드의 단점
- 여러 개의 스레드를 이용하는 프로그램을 작성하는 경우에는 주의 깊게 설계해야 한다.
- 미묘한 시간 차나 잘못된 변수를 공유함으로써 오류가 발생할수 있다.
- 프로그램 디버깅이 어렵다.
- 단일 프로세서 시스템에서는 효과를 기대하기 어렵다.
