프로세스, 스레드

프로세스와 스레드에 대해서 정리해보자.

프로세스

프로세스는 코드로 작성된 프로그램이 메모리에 적재되어 사용할 수 있는 상태가 된 것이다.

즉, 실행 중인 프로그램이다.

 

프로세스의 특징은 다음과 같다.

• 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap의 구조)을 할당받는다.
• 기본적으로 프로세스당 최소 1개의 스레드(메인 스레드)를 가지고 있다.
• 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 프로그램이다.
• 각 프로세스는 별도의 주소 공간에서 실행되며, 프로세스끼리는 자원을 공유하지 않는다.
• 한 프로세스가 다른 프로세스의 자원에 접근하려면 프로세스 간의 통신(IPC, inter-process communication)을 사용해야 한다.

프로세스의 구조

스레드

스레드란, 프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체이다.

모든 프로세스에는 한개 이상의 스레드가 존재한다.

 

스레드의 특징은 다음과 같다.

• 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당받고 Code, Data, Heap 영역은 공유한다.
• 스레드는 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름으로, 프로세스 내의 주소 공간이나 자원들(힙 공간 등)을 같은 프로세스 내에 스레드끼리 공유하면서 실행된다.
• 같은 프로세스 안에 있는 여러 스레드들은 같은 힙 공간을 공유한다. 반면에 프로세스는 다른 프로세스의 메모리에 직접 접근할 수 없다.
• 각각의 스레드는 별도의 레지스터와 스택을 갖고 있지만, 힙 메모리는 서로 읽고 쓸 수 있다.
• 한 스레드가 프로세스 자원을 변경하면, 다른 이웃 스레드(sibling thread)도 그 변경 결과를 즉시 볼 수 있다.

스레드의 구조

프로세스는 완벽히 독립적이기 때문에 메모리 영역을 다른 프로세스와 공유를 하지 않지만

스레드는 해당 스레드를 위한 스택을 생성할 뿐 프로세스 내의 메모리를 공유해서 사용할 수 있다.

 

멀티스레드, 멀티 프로세스

두 개 이상의 스레드를 가지는 프로세스를 멀티스레드 프로세스라고 한다.

멀티스레드는 주어진 자원을 극한으로 사용하기 위한 모델이다.

즉, 스레드를 사용하면, 한번에 여러 동작을 수행할 수 있다. 프로그램을 여러 개 켜는 것보다 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결하는 것이다.

 

멀티 프로세스가 아닌 멀티 스레드를 쓴다면 적은 메모리 공간을 차지하고 Context Switching이 빠르다는 장점이 있지만  동기화 문제와 하나의 스레드 장애로 전체 스레드가 종료될 위험이 있다.

 

여기서 Context Switching이란 동작중인 프로세스가 대기를 하면서 해당 프로세스의 상태를 보관하고 대기 하고 있다가 다시 실행시 복구하는 비용을 말한다.