📖 프로세스와 스레드

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💬 프로세스

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• 실행 중인 프로그램
• 자신만의 고유 공간과 자원 할당
  - 디스크로부터 메모리에 적재되어 CPU의 할당 받음
• 프로세스 스택과 섹션 포함
• 프로세스 실행 중에 힙 포함

◾ 프로세스 제어 블록 (PCB)

• 특정 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장하는 운영체제의 자료구조
• 프로세스의 생성과 동시에 고유한 PCB 생성

💬 스레드

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• 프로세스의 실행 단위
• 같은 프로세스 내 다른 스레드와 공간, 자원 공유

◾ 스택을 스레드마다 독립적으로 할당하는 이유

• 스레드마다 독립적인 함수 호출과 실행 흐름을 추가하기 위해 스레드 독립적으로 할당

◾ PC 레지스터를 스레드마다 독립적으로 할당하는 이유

• Context Switch 할 때 이전에 어디 부분까지 작업을 수행했는지 기억하기 위해서 PC 레지스터를 스레드마다 독립적으로 할당
  • Context Switching
    • 하나의 프로세스가 CPU를 사용 중인 상태에서 다른 프로세스가 CPU를 사용하도록 하기 위해, 이전의 프로세스의 상태(문맥)를 보관하고 새로운 프로세스의 상태를 적재하는 작업

▶ 자바 스레드

• 일반 스레드와 거의 차이 없으며, JVM이 운영체제 역할을 함
• 자바는 프로세스가 존재하지 않고, 스레드만 존재
• JVM에 의해 스케줄링되는 코드 블록
• 개발자는 스레드 코드를 작성하고 JVM에 실행 요청함

▶ Tread-safe

• 멀티 스레드 환경에서 공유 자원에 여러 스레드 접근이 있어도 프로그램 실행에 문제 없음 의미

💬 멀티 스레드

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• 하나의 프로세스를 다수의 실행 단위로 구분해 자원 공유, 자원 생성과 관리의 중복성 최소화
• 각각의 스레드는 독립적인 작업을 수행해야 하기 때문에 각자의 스택과 PC 레지스터 값을 가짐

◾ 멀티 스레딩의 장점

• 메모리 공간과 시스템 자원 소모 감소
• 스레드 간 통신할 때 heap영역을 통해 데이터 전달
  • 프로세스 간 통신에 비해 통신 간단
• 프로세스와 달리 context switch의 캐시 메모리 비울 필요 없어서 더 빠름
  • 이를 통해 throughput 향상 & 자원 소모 감소해서 자연스레 응답 시간 단축

◾ 멀티 스레딩의 문제점

• 서로 다른 스레드가 동시에 자원을 공유할 때 다른 스레드에서 사용중인 변수나 자료구조에 접근해서 엉뚱한 값을 읽거나 수정할 수 있음

멀티 스레딩 문제점 해결 방법

• 동기화 작업을 통해 처리 순서와 공유 자원에 대한 접근 컨트롤
• 하지만 이로 인해 과도한 락으로 인해 병목현상이 발생해 성능 저하가 날 수 있음