프로세스와 스레드

Goal

1. 프로세스와 스레드의 개념을 설명할 수 있다.
2. 프로세스와 스레드의 차이를 이해할 수 있다.
3. 멀티 프로세스와 멀티 스레드의 장단점을 이해할 수 있다. 

프로그램(Program)

프로세스와 스레드의 개념을 알아보기 전에 프로그램에 대한 이해가 필요하다.

• 정의

 - 파일이 저장 장치에 저장되어 있지만 메모리에는 올라가 있지 않은 정적인 상태

 - 프로그램은 운영체제가 실행되기 위한 메모리 공간을 할당해 줘야 실행될 수 있다.

 - 프로그램을 실행하는 순간 해당 파일은 메모리에 올라가게 되고, 이 상태를 동적인 상태 혹은 프로세스라고 한다.

프로세스(Process)란

• 정의

 - 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램

 - 운영체제로부터 시스템 자원을 할당받은 작업의 단위

• 특징

 - 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap)을 할당받는다.

 - 기본적으로 프로세스당 최소 1개의 스레드(메인 스레드)를 가지고 있다.

 - 프로세스가 다른 프로세스의 자원에 접근하려면 프로세스 간의 통신(IPC)을 사용해야 한다.

 

스레드(Thread)란

• 정의

 - 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위

 - 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위

• 특징

 - 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당받고 Code, Data, Heap 영역은 공유한다.

 - 같은 프로세스 안에 있는 여러 스레드들은 같은 힙 공간을 공유한다.

 - 한 스레드가 프로세스 자원을 변경하면, 다른 이웃 스레드도 변경 결과를 즉시 볼 수 있다.

 

멀티 프로세스(Multi-Process)란

• 정의

 - 하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업(task)을 처리한다.

• 장점

 - 자식 프로세스 중 문제가 발생하면 그 자식 프로세스만 죽는 것 이상으로 다른 영향이 확산되지 않는다.

 - 멀티 스레드에 비해 동기화 작업이 덜 필요하다.

• 단점

 - Context Switching 오버헤드가 크다.

 - IPC 통신으로 인한 비용이 크다.

멀티 스레드(Multi-Thread)란

• 정의

 - 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고 각 스레드가 하나의 작업을 처리한다.

• 장점

 - 시스템 자원 소모가 적다. (프로세스를 사용하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어든다)

 - 시스템 처리량이 증가한다. (스레드 간 데이터를 주고받는 것이 간단, Context Switching 오버헤드 적음)

 - 응답 시간이 적게 걸린다. (Stack 영역을 제외한 모든 메모리 공유)

• 단점

 - 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스가 영향을 받는다.

 - 동기화 작업이 필요하다.