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program & process & thread 👩💻
프로그램(program)
프로그램은 작업을 위해 실행할 파일입니다. 컴퓨터 시스템(커널)에 실행할 파일이 등록되기 전을 의미합니다.
프로세스(process)
프로세스는 프로그램(실행할 파일)이 컴퓨터 시스템에 등록된 상태를 의미합니다.
프로세스 메모리 구조
- Data, Stack, Heap, Code로 구분
- Data : 변수 / 초기화된 데이터
- Stack : 임시 데이터(함수 호출, 로컬 변수 등)
- Code : 실행되고 있는 코드
- Heap : 코드에서 생성된 동적 데이터
스레드(thread)
스레드란 프로세스의 실행 단위를 의미합니다.
- 스레드의 동시성(concurrency)과 병렬성(parallelisn)
- 동시성
프로세서(cpu) 하나가 여러 작업을 돌아가면서 일부분씩 진행, 진행 중인 작업을 바꾸면서 실행-
context switching
사진 출처 - https://www.crocus.co.kr/1364프로세스 P0 프로세스 P1이 서로 대기, 실행을 번갈아가면서 하는 것을 컨텍스트 스위칭이라고 합니다. P0이 실행 중에서 대기 중으로 변하게 될 때는 지금까지 작업해오던 내용을 어딘가에 저장해야 되는데 그곳이 PCB(Process Control Block)입니다.
정리하면 컨텍스트 스위칭은 CPU가 어떤 프로세스를 실행하고 있는 상태에서 인터럽트에 의해 다음 우선 순위를 가진 프로세스가 실행되어야 할 때 기존의 프로세스 정보들을 PCB에 저장하고 다음 프로세스의 정보를 PCB에서 가져와 교체하는 작업이다. 이러한 컨텍스트 스위칭을 통해 우리는 멀티 프로세싱, 멀티 스레딩 운영이 가능합니다.
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- 병렬성
프로세서 하나에 코어 여러개가 달려서 각각 동시에 작업을 수행
- 동시성
멀티 프로세싱(multi processing)과 멀티 스레딩(multi threating)
멀티 프로세싱과 멀티 스레딩은 CPU의 최대 활용을 위해 프로그램의 둘 이상의 부분을 동시에 실행하는 기술입니다.
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멀티 프로세싱
사진 출처 - https://you9010.tistory.com/136- 자신만의 메모리 영역 가짐.
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멀티 스레딩
사진 출처 - https://you9010.tistory.com/136- 하나의 프로세스가 다수 개의 작업을 각각 스레드를 이용하여 동시에 작동 시킬 수 있음.
- 공유 메모리를 가짐.
프로세스(process)와 스레드(thread)
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간단한 예
프로세서(cpu)가 요리사라면 프로세스는 한식, 일식, 중식 등 다양한 작업을 의미합니다. 한식, 일식, 중식 등 요리하는 구역이 존재한다면 스레드는 요리구역의 요리 과정을 의미합니다. -
프로세스와 스레드의 차이
| 프로세스 | 스레드 |
|---|---|
| 실행 중인 프로그램 | 프로그램의 실행 단위 |
| 종료 시간 많이 걸림 | 종료 시간 적게 걸림 |
| 생성 시간 많이 걸림 | 생성 시간 적게 걸림 |
| 컨텍스트 전환 시간 오래 걸림 | 컨텍스트 전환 시간 적게 걸림 |
| 커뮤니케이션 측면에서 효율성 떨어짐 | 대화면에서 효율적 |
| 프로세스 격리 | 메모리 공유 |
- 스레드가 프로세스보다 빠른 이유
스레드는 컨텍스트 스위칭 될때 text, data, heap 영역은 프로세스 것이기에 자신의 PCB에는 스택 및 간단한 정보만 저장하기에 프로세스 컨텍스트 스위칭 보다 훨씬 빠릅니다.
<참고>
