프로세스와 스레드
☑️ 프로세스
프로세스의 작업 방식
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일괄 작업 방식
한 번에 하나의 작업만 처리하는 것 -
시분할 작업 방식
CPU가 시간을 쪼개어 여러 프로세스에 적당히 배분함으로써 동시에 실행하는 것처럼 느껴지게 동작하는 것
프로그램에서 프로세스로의 전환
- 운영체제가 프로그램을 메모리의 적당한 위치로 가져온다.
- 그와 동시에 작업 지시서를 만든다. 이를 프로세스 제어 블록이라 한다.
- 프로세스가 종료되면 프로세스가 메모리에서 삭제된다.
- 프로세스 제어 블록도 폐기된다.
프로세스 제어 블록
프로세스 제어 블록은 작업 지시서처럼 프로세스를 처리하는데 필요한 다양한 정보가 들어있다.
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프로세스 구분자
메모리에 올라간 여러개의 프로세스를 구분하는 ID -
메모리 관련 정보
CPU가 실행하려는 프로세스의 메모리 상의 위치 정보, 경계 레지스터(?), 한계 레지스터(?) -
각종 중간값
여러 프로세스가 번갈아 실행되는 시분할 시스템 특성상 프로세스들의 작업이 중단된 중간값을 저장하고 있어야 한다.
프로세스의 상태
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생성상태(create status)
프로세스가 메모리에 올라와 실행 준비를 완료한 생태, 프로세스 제어 블록이 생성된다. -
준비상태(ready status)
생성된 프로세스가 CPU를 얻을 때까지 기다리는 상태 -
실행상태(running status / execute status)
준비 상태에 있는 프로세스 중 하나가 CPU를 얻어 실제 작업을 수행하는 상태- 실행상태에 들어간 프로세스는 일정시간 동안 CPU를 사용할 권리를 얻는다.
- 시간내 작업을 끝내지 못했다면 준비상태로 돌아와 다음 차례를 기다린다
- 반복한다
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완료상태(terminate status)
실행 상태에서 주어진 작업을 마치면 완료상태로 진입한다. 프로세스 제어 블록이 사라진 상태다. -
대기상태(blocking status / wait status)
입출력을 요구한 프로세스가 입출력이 완료될 때까지 기다리는 상태- 대기상태의 프로세스는 입출력이 끝나면 준비상태로 돌아가 차례를 기다린다.
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휴식상태 / 보류상태
디스패치와 타임아웃(인터럽트)
- 디스패치
준비 상태의 프로세스 중 하나를 골라 실행 상태로 바꾸는 CPU 스케줄러의 작업 - 타임아웃(인터럽트)
CPU 점유 시간이 지났다고 클럭이 CPU에 알려주는 것
☑️ 스레드
CPU가 처리하는 작업의 단위
멀티태스크 vs 멀티스레드
- 멀티태스크
서로 독립적으로 작동하다가 프로세스간 통신을 이용해 데이터를 주고받는다. 한쪽이 종료되어도 영향을 받지 않는다. - 멀티스레드
스레드들은 강하게 연결되어 있다. 프로세스가 종료되면 프로세스 내의 스레드들도 강제로 종료된다. 멀티스레드는 변수나 파일 등을 공유하고 전역 변수나 함수 호출 등의 방법으로 스레드간 통신을 한다.
멀티스레드 장점
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응답성 향상
한 스레드가 입출력으로 작업이 진행되지 않고있어도 다른 스레드가 작업을 계속하여 사용자의 작업 요구에 빨리 응답할 수 있다. -
자원 공유
한 프로세스 내에서 독립적인 스레드를 생성하면 프로세스가 가진 자원을 모든 스레드가 공유하게 되어 작업을 원활하게 진행할 수 있다. -
효율성 향상
여러 개의 프로세스를 생성하는 것과 달리 멀티스레드는 불필요한 자원의 중복을 막음으로써 시스템의 효율이 향상된다. -
다중 CPU 지원
2개 이상의 CPU를 가진 컴퓨터에서 멀티스레드를 사용하면 다중 CPU가 멀티스레드를 동시에 처리하여 CPU 사용량이 증가하고 프로세스의 처리 시간이 단축된다.
멀티스레드 단점
- 멀티스레드는 모든 스레드가 자원을 공유하기 때문에 한 스레드에 문제가 생기면 전체 프로세스에 영향을 미친다.
출처
쉽게 배우는 운영체제 [한빛아카데미]
