스레드는 왜 레지스터와 스택만 독립적으로 사용할까?
레지스터를 독립적으로 쓰는 이유 -> "나 지금 어디 실행하고 있어"
-
현재 실행 중인 CPU 명령어 주소를 가리키는 PC(프로그램 카운터)
레지스터가 존재한다. -
따로 쓰는 이유는 스레드 여러 개가 번갈아 가며 실행될 때,
"내가 아까 코드 몇 번째 줄까지 실행했는지"를 각자 기억하고 있어야 한다.
각자 기억하지 않고, 공유해 버리면 다른 스레드가 내 기록을 지워버려
내 차례가 왔을 때 어디서부터 시작해야 할지 모르는
머릿속이 새하얘지는 상태가 되는 것이다.
스택 -> "나 지금 어떤 함수 실행 중이야?"
-
함수가 호출될 때 필요한 지역 변수와
함수가 끝난 후 돌아갈 리턴 주소를 쌓아두는 공간이다. -
따로 쓰는 이유는 스레드 A가 수행하는 함수 호출 순서와
스레드 B가 수행하는 함수 호출 순서는 완전히 다르다.하나의 스택을 같이 쓰면 함수 호출 내역과 지역 변수가 한곳에 뒤섞여
완전히 엉망이 되고, 함수가 끝났을 때 어디로 돌아가야 할지 찾을 수가 없게 된다.
결론
-
코드, 데이터, 힙은 공유 -> 자원을 효율적으로 쓰기 위해 공통 자원은 같이 쓴다.
-
레지스터, 스택은 독립적으로 -> "내가 지금 어디 코드를 실행하고 있고,
어떤 함수를 거쳐왔는지"라는 독립적인 실행 흐름을 위해 이 두개는 따로 쓴다.
병렬처리 4가지 방법
동일한 컴퓨터 내부에서 파이프 통신이 소켓 통신보다 어떤 부분이 효율적일까?
-
파이프는 동작 원리가 운영체제(커널) 메모리에 고정된 크기의
공유 버퍼를 하나 만들어서 그 안에서 데이터를 주고받는다. -
장점은 데이터 포장이나 복잡한 연결 절차(Handshake)없이
메모리 복사 한 번으로 데이터가 바로 이동한다.
통신을 위해 관리해야 하는 부분이
가볍고 단순하기에 CPU 연산량과 메모리를 거의 쓰지 않는다.
-
소켓은 외부 네트워크 컴퓨터와의 통신을 전제로 설계되어서
포트를 열고 TCP/IP 프로토콜 스택을 거쳐 데이터를 패킷 단위로 주고 받는다. -
동일 컴퓨터 내에서 발생하는 비효율은
일단 불필요하게 포장을 해야한다.
같은 컴퓨터 안에서 루프백(127.0.0.1)으로 통신하더라도
데이터는 네트워크 패킷 형태로 포장, 재조립 되는 프로토콜 단계를 무조건 거친다.
이 과정에서 내부 메모리 복사가 여러 번 발생한다.통신 전 3-Way Handshake 같은 논리적인 연결 과정을 거쳐야 하고, 로컬 안에서는
발생할 리 없는 패킷 분실이나 순서 뒤바뀜을 막기 위한
흐름 제어를 계속 유지해야 하니 자원 낭비가 심하다. -
결론은 외부 네트워크 연결 가능성이 전혀 없는 동일 컴퓨터 내 통신이면
불필요한 연산과 절차가 생략된 파이프 방식이 소켓보다 훨씬 효율적이다.
파일 포인터에 대한 설명 정리
- 파일 포인터는 3단계로 설명할 수 있다.
-
파일 열기 (초기화)
-
파일을 처음 열면, 손가락(파일 포인터)은 파일의 맨 첫 부분(0바이트 위치)을 가리킨다.
-
예외: 만약 기존 파일의 맨 뒤에 내용을 덧붙이는 이어쓰기(Append) 모드로 열면
손가락은 자동으로 파일의 맨 끝(EOF, End of File)을 가리킨다.
-
-
읽기/쓰기 작업 (자동 이동)
-
파일 포인터의 가장 큰 특징은 "작업한 만큼 알아서 앞으로 전진한다"는 점이다.
-
만약 현재 위치에서 10바이트만큼 데이터를 읽거나 쓰면, 포인터도 자동으로
10바이트 뒤로 이동하여 다음 작업 위치에서 대기한다.
-
-
위치 강제 이동 (임의 접근)
- 순서대로만 읽지 않고, 원하는 위치로 포인터를 강제로 이동시킬 수 있다.
프로그래밍에서는 주로fseek()같은 함수를 사용해서
"처음부터 50바이트 떨어진 곳으로 이동하라"고 명령한다.
- 순서대로만 읽지 않고, 원하는 위치로 포인터를 강제로 이동시킬 수 있다.
