[OS] 프로세스와 스레드란?

강준호·2024년 1월 16일

OS 스레드 프로세스

0

기술면접

목록 보기

2/9

프로세스와 스레드

프로세스(회사)

자체적인 리소스와 커뮤니케이션 문제를 갖고 있는 독립적인 개별 회사
프로세스는 실행 중인 컴퓨터 프로그램의 인스턴스입니다.
여기에는 프로그램 코드와 현재 활동이 포함됩니다. 각 프로세스에는 별도의 메모리 주소 공간이 있습니다.

특징: 프로세스의 격리

이는 한 프로세스가 다른 프로세스의 메모리나 리소스에 직접 액세스할 수 없음을 의미!

비유

회사가 별도의 건물에 거주하는 것처럼 프로세스도 별도의 메모리 공간에서 작동합니다.
한 회사는 다른 회사의 자원이나 정보에 직접 접근할 수 없습니다.

특징: 통신

프로세스에는 파이프, 소켓 또는 공유 메모리와 같은 IPC(프로세스 간 통신)를 위한 특별한 메커니즘이 필요한 경우가 많습니다.
리소스 집약적: 새로운 프로세스를 생성하려면 별도의 메모리 공간과 기타 리소스를 할당해야 하므로 리소스 집약적입니다.

비유

두 회사가 커뮤니케이션하거나 협업(프로세스 간 커뮤니케이션)하려는 경우 전화 통화, 이메일, 회의 등 확립된 채널을 통해 이를 수행해야 하며
더 번거롭고 시간이 많이 걸린다ㅜ

스레드(회사 내 부서)

스레드는 OS에서 수행할 수 있는 가장 작은 처리 단위입니다.
프로세스의 구성 요소!
마치 회사 내의 여러 부서 또는 팀처럼 회사의 자원을 공유 + 각 부서마다 고유한 특정 작업이 있으며 서로 다른 프로젝트를 동시에 수행!
프로세스와 달리, 여러 스레드가 동일한 프로세스 내에 존재할 수 있으며 메모리와 같은 리소스를 공유할 수 있다!

특징: 격리 및 안정성

비유

부서는 서로 더 많이 연결되어 있지만 한 부서(스레드)의 문제는 같은 회사(프로세스) 내의 다른 부서에 더 쉽게 영향을 미칠 수 있습니다.
반면, 기업(프로세스)은 더욱 고립되어 있으므로 한 기업의 위기가 다른 기업에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.

특징: 효율성

스레드는 프로세스에 비해 생성 및 관리에 리소스를 덜 사용합니다. 따라서 동일한 애플리케이션 내에서 빈번한 병렬 작업이 필요한 작업에 적합합니다.

비유

회사 없애고 다시 시작하는거보다 새로운 부서를 시작하는 것이 더 쉽고 빠른 것처럼, 새 프로세스를 시작하는 것보다 기존 프로세스 내에서 새 스레드를 만드는 것이 리소스 효율적!

특징: 통신

동일한 프로세스 내의 스레드는 동일한 메모리 공간을 공유하므로 프로세스보다 더 효율적으로 서로 통신할 수 있습니다.

비유

같은 회사 내의 부서는 별도의 회사보다 더 쉽게 소통하고 협업할 수 있습니다. 스레드는 메모리를 공유하고 쉽게 정보를 교환할 수 있는 것처럼 동일한 인프라를 공유하고 직접적인 통신 회선을 갖습니다.

멀티 프로세스 & 멀티스레드

멀티프로세스(여러 회사가 하나의 프로젝트에 참여)

대규모 프로젝트의 서로 다른 부분을 각각 작업하는 여러 회사

독립적으로 운영

각 프로세스(회사)에는 자체 리소스와 작업 공간이 있다.
독립적이며 작업을 위해 다른 것에 의존하지 않는다!

자체 리소스 보유

모든 프로세스(회사)에는 가 있는 각 프로세스와 마찬가지로 자체 메모리와 리소스(자체 직원, 장비 및 규칙)가 있다.

외부 커뮤니케이션

이러한 프로세스(회사)는 조정이 필요할 때 컴퓨팅의 프로세스 간 커뮤니케이션(회의나 계약)과 같은 외부 수단을 통해 커뮤니케이션합니다.

정리

일반적으로 프로세스는 문제에 직면하더라도 다른 프로세스에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문에 더 안전하고 안정적!
그러나 리소스 집약적일 수 있으며 프로세스 간의 통신 속도가 느려질 수 있습니다.

멀티스레드(회사 내 여러 부서가 협력)

여러 부서(스레드)가 있는 하나의 회사(프로세스)!

리소스 공유

모든 부서는 동일한 프로세스(회사) 지붕 아래에 있으며 스레드가 동일한 프로세스 내에서 메모리와 리소스를(시설과 도구)를 공유한다.

효율적인 커뮤니케이션

쓰레드(부서)는 모두 동일한 조직에 속해 있고 공통 커뮤니케이션 채널을 공유하므로 보다 효율적이고 빠르게 커뮤니케이션하고 협업할 수 있습니다.

공유 목표

각 쓰레드(부서)는 동일한 프로젝트의 서로 다른 측면에서 작업하여 공통 목표에 기여한다.

정리

이러한 멀티 쓰레드를 통해 리소스를 효율적으로 사용하고 통신 속도를 높일 수 있다!
그러나 이는 한 스레드의 문제가 전체 프로세스에 영향을 미칠 수 있는 위험성이 있다. (잠재적으로 프로세스까지도)

면접 질문들

Q. 프로세스와 스레드의 차이점은?

프로세스는 메모리 상에서 실행중인 프로그램을 말하며, 스레드는 이 프로세스 안에서 실행되는 흐름 단위를 말한다.
프로세스는 최소 하나의 스레드를 보유하고 있으며, 각각 별도의 주소공간을 독립적으로 할당 받는다.(code, heap, stack)
스레드는 이중에 stack만 따로 할당받고 나머지 영역은 스레드끼리 서로 공유한다.

프로세스 : 자신만의 고유 공간과 자원을 할당받아 사용

스레드 : 다른 스레드와 공간과 자원을 공유하면서 사용

Q. 프로세스의 문제점은?

프로세스 생성에 큰 오버헤드가 있다. ( 프로세스를 생성할때 많은 시간이 소요)
프로세스 컨텍스트 스위칭의 비효율성, 오버헤드가큼
프로세스 사이에 통신이 어렵다는점 (IPC사용해야함)

Q. 스레드의 출현 목적은?

프로세스보다 크기가 작은 실행 단위 필요
프로세스의 생성 및 소멸에 따른 오버헤드 감소
빠른 컨텍스트 스위칭
프로세스들의 통신 시간, 방법 어려움 해소

Q. 컨텍스트 전환이란?

작업의 주체가 현재 Context를 잠시 중단하고 다른 Context를 실행하는 것을 Context Switching이라 한다.
즉, 멀티태스킹 운영 체제에서 시스템이 CPU를 한 프로세스(또는 스레드)
실행에서 다른 프로세스 실행으로 전환할 때 발생하는것!

이전 포스트

헷갈리는 기술면접 정리

다음 포스트

[DB]- RDB / NoSQL , ORM 프레임워크

0개의 댓글