2022.06.20 TIL 스레드란

프로세스가 뭔가요?

프로세스는 운영체제로부터 자원을 할당받은 작업의 단위이다

스레드가 뭔가요?

스레드는 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위이다

프로그램 > 프로세스 > 스레드 📌

프로세스와 스레드는 어떤 차이가 있나요?

그냥 면접관이 프로세스와 스레드의 차이가 궁금해서 물어볼까?

아니다. 기본적인 이유는 본문 맨 위에서 언급했듯 지원자가 프로그램, 프로세스, 스레드에 대한 기본 개념에 대해 잘 이해하고 있는지 확인하기 위함이다.

 

프로세스와 스레드는 개념의 범위부터 다르다. 스레드는 프로세스 안에 포함되어 있기 때문이다.

프로세스는 프로그램을 실행하는 순간 해당 파일이 컴퓨터 메모리에 올라가게 되고, 이 동적인 상태의 프로그램을 프로세스라고 한다.

스레드는 프로세스를 구성하는 더 작은 실행 단위의 개념이다.

프로세스는 메모리에 올라갈 때 운영체제로부터 독자적인 시스템 자원을 할당 받는 반면, 스레드는 프로세스 내부에서 다른 메모리 영역을 같은 프로세스 내 다른 스레드와 공유한다.

싱글 스레드와 멀티 스레드

싱글 스레드

하나의 프로세스에서 하나의 스레드 실행

하나의 레지스터와 스택으로 표현.

싱글 스레드의 장점

자원 접근에 대한 동기화를 신경쓰지 않아도 된다.

여러개의 스레드가 공유된 자원을 사용할 경우, 각 스레드가 원하는 결과를 얻게 하려면 공용 자원에 대한 접근이 통제되어야 하며, 이 작업은 프로그래머에게 많은 노력을 요구하고 많은 비용을 발생시킨다. 단일 스레드 모델에서는 이러한 작업이 필요하지 않다.

작업전환 작업을 요구하지 않는다.

작업전환은 여러 개의 프로세스가 하나의 프로세서를 공유할 때 발생하는 작업으로 많은 비용을 필요로 한다.

싱글 스레드의 단점

여러 개의 CPU를 활용하지 못한다.

프로세서를 최대한 활용하게 하려면 cluster 모듈을 사용하거나, 외부에서 여러 개의 프로그램 인스턴스를 실행시키는 방법을 사용해야 한다.

두 개의 작업을 하나의 스레드로 처리하는 경우와, 두 개의 스레드로 처리하는 경우를 가정했을 때, 후자의 경우는 짧은 시간 동안 2개의 스레드가 번갈아가면서 작업을 수행한다. 그래서 동시에 두 작업이 처리되는 것과 같이 느끼게 된다.

하지만 오히여 두 개의 스레드로 작업한 시간이 싱글스레드로 작업한 시간보다 더 걸릴 수도 있는데, 그 이유는 스레드 간의 작업전환(context switching)에 시간이 걸리기 때문이다.

따라서 단순히 CPU만을 사용하는 계산작업이라면, 오히려 멀티스레드보다 싱글스레드로 프로그래밍하는 것이 더 효율적이다.

멀티 스레드

프로그램을 다수의 실행 단위로 나누어 실행.

프로세스 내에서 자원을 공유하여 자원 생성과 관리의 중복을 최소화

서버가 많은 요청을 효율적으로 수행할 수 있는 환경을 제공

각각의 스레드가 고유의 레지스터와 스택으로 표현됨.

멀티 스레드의 장점

새로운 프로세스를 생성하는 것보다 기존 프로세스에서 스레드를 생성하는 것이 빠르다.

프로세스의 자원과 상태를 공유하여 효율적으로 운영이 가능하다.

프로세스의 작업전환보다 스레드의 작업전환이 더 빠르다.

멀티 스레드의 단점

하나의 스레드만 실행중일 때는 실행시간이 오히려 지연될 수 있다.

멀티 스레딩을 위해 운영체제의 지원이 필요하다.

스레드 스케쥴링을 신경써야 한다.

 

참고 : https://velog.io/@eunjin/OS-%EC%8B%B1%EA%B8%80%EC%8A%A4%EB%A0%88%EB%93%9C-%EB%A9%80%ED%8B%B0%EC%8A%A4%EB%A0%88%EB%93%9C%EC%9D%98-%EC%9D%98%EB%AF%B8