프로세스 & 스레드

프로세스

프로그램을 메모리 상에서 실행 중인 작업 ⇒ 작업 중인 프로그램

스레드

프로세스 안에서 실행되는 여러 흐름 단위

• 기본적으로 프로세스마다 최소 1개의 스레드 소유(메인 스레드 포함)

프로세스는 각각 별도의 주소 공간 할당 (독립적)

• Code : 코드 자체를 구성하는 메모리 영역(프로그램 명령)
• Data : 전역 변수, 정적 변수, 배열 등
  • 초기화 된 데이터는 data 영역에 저장
  • 초기화 되지 않은 데이터는 bss 영역에 저장
    • .data : 전역 변수 또는 static 변수 등 프로그램이 사용하는 데이터를 저장
    • .BSS : 초기값 없는 전역 변수, static 변수가 저장
    • .rodata : const같은 상수 키워드 선언 된 변수나 문자열 상수가 저장
• Heap : 동적 할당 시 사용 (new(), malloc() 등)
• Stack : 지역변수, 매개변수, 리턴 값 (임시 메모리 영역)

스레드는 Stack만 따로 할당 받고 나머지 영역은 서로 공유

하나의 프로세스가 생성될 때, 기본적으로 하나의 스레드 같이 생성

프로세스는 자신만의 고유 공간과 자원을 할당받아 사용하는데 반해, 스레드는 다른 스레드와 공간, 자원을 공유하면서 사용하는 차이가 존재함

 

멀티프로세스

하나의 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 병렬적으로 작업을 수행하는 것

장점 : 안전성 (메모리 침범 문제를 OS 차원에서 해결)

단점 : 각각 독립된 메모리 영역을 갖고 있어, 작업량 많을 수록 오버헤드 발생. Context Switching으로 인한 성능 저하

• Context Switching이란?

⇒ 프로세스의 상태 정보를 저장하고 복원하는 일련의 과정

⇒ 하나의 프로세스가 CPU를 사용 중인 상태에서 다른 프로세스가 CPU를 사용하도록 하기 위해, 이전의 프로세스 상태를 보관하고 새로운 프로세스의 상태를 적재하는 작업

 

멀티 스레드

하나의 응용 프로그램에서 여러 스레드를 구성해 각 스레드가 하나의 작업을 처리하는 것

장점 : 독립적인 프로세스에 비해 공유 메모리만큼의 시간, 자원 손실이 감소 전역 변수와 정적 변수에 대한 자료 공유 가능

단점 : 안전성 문제. 하나의 스레드가 데이터 공간 망가뜨리면, 모든 스레드가 작동 불능 상태 (공유 메모리를 갖기 때문)

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멀티 프로세스로 처리 가능한 걸 굳이 멀티 스레드로 하는 이유는?

• 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 감소함으로써 자원의 효율적 관리가 가능함
• 프로세스 간의 통신(IPC)보다 스레드 간의 통신 비용이 적어 작업들 간 부담이 감소함
• 대신, 멀티 스레드를 사용할 때는 공유 자원으로 인한 문제 해결을 위해 '동기화'에 신경써야 한다.