[운영체제] 프로세스&스레드, 멀티 프로세싱&멀티 스레딩

[jaejlf]

Intro

• 프로그램 : 명령어의 집합 (소스 코드와 실행 파일)
• 프로세스 : 실행 중인 프로그램 (각각의 프로세스는 독립된 메모리 공간을 할당받음.)
• 스레드 : 프로세스 내에서 실행되는 기본 단위 (프로세스와 자원 공유)
• CPU : 중앙 처리 장치, 명령어를 실행하는 역할
• 메인 메모리 : 프로세스가 CPU에서 실행되기 위해 대기하는 곳
• IO : 파일을 읽고 쓰거나, 입출력 장치와 데이터를 주고받는 것

단일 프로세스 시스템

한 번에 하나의 프로그램만 실행할 수 있다.

• 🚨 IO 작업을 하는 동안 CPU는 사용되지 않기 때문에, CPU 사용률이 좋지 않다.

멀티 프로그래밍

여러 개의 프로그램을 메모리에 올려놓고, 한 프로세스가 IO 작업을 시작하면 그동안 다른 프로세스를 CPU에서 실행한다.

• 🚨 특정 프로세스의 CPU 사용 시간이 길어지면, 다른 프로세스는 계속 대기하게 된다.

멀티 태스킹

(멀티 프로그래밍과 같으나) CPU 사용 시간을 짧은 시간 간격(= quantum)으로 쪼개서, 번갈아가면서 실행한다. (실제로 동시에 실행되는 것은 아니지만, 사용자가 느끼기에는 동시에 실행되는 것처럼 느껴지도록)

• 🚨 프로세스를 교체하는 컨텍스트 스위칭은 무거운 작업이며, 프로세스는 독립적인 메모리 공간을 가지므로, 프로세스 간 데이터 공유가 까다롭다.

멀티 스레딩

하나의 프로세스가 동시에 여러 작업을 실행한다.

• 멀티 태스킹처럼 동작하는데, 단위가 스레드인 것!

🐱 스레드의 특징

• 프로세스는 기본적으로 하나의 스레드를 가진다.
• 같은 프로세스 간의 컨텍스트 스위칭은 가볍다.
• 스레드는 자신들이 속한 프로세스의 메모리 영역을 공유한다.

멀티 프로세싱

2개 이상의 프로세스나 코어를 활용하는 시스템으로, 여러 개의 CPU가 동시에 작업을 실행한다.