[운영체제] 프로세스와 스레드

프로세스란?

프로세스(process)란 운영체제로부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위로 실행중에 있는 프로그램을 의미합니다.

• 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 독립적인 인스턴스
• 기본적으로 프로세스마다 최소 1개의 스레드를 소유(메인 스레드 포함)

 

프로세스가 할당받는 시스템 자원

• CPU 시간
• 운영되기 위해 필요한 주소 공간
• Code, Data, Stack, Heap의 구조로 되어 있는 독립된 메모리 영역

 

프로세스의 메모리 구조

• Code 영역 : 프로그램을 실행시키는 실행 파일 내의 명령어들이 올라감
• Data 영역 : 전역 변수, static 변수의 할당
• Heap 영역: 동적 할당을 위한 메모리 영역
• Stack 영역 : 지역 변수, 함수 호출시 전달되는 인자(파라미터)를 위한 메모리 영역

Code와 Data 영역은 선언할 때 그 크기가 결정되는 정적 영역이지만, Stack과 Heap영역은 프로세스가 실행되는 동안 크기가 늘어났다 줄어들기도 하는 동적 영역입니다.

 

멀티 프로세스

멀티 프로세스란 하나의 응용 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업(태스크)를 처리하도록 하는 것입니다.

• 여러 개의 자식 프로세스 중 하나에 문제가 발생하면 그 자식 프로세스만 죽는 것 이상으로 다른 영향이 확산되지 않음
• *Context Switching에서의 오버헤드가 발생할 수 있음

 

*Context Switching(문맥 교환)에 대한 자세한 내용은 아래의 포스팅을 참고하세요.

https://j-su2.tistory.com/63

[운영체제] 문맥 교환(Context Switching)이란?

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스레드란?

스레드란 프로세스 안에서 실행되는 여러 흐름 단위를 의미합니다.

• 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행의 단위
• 하나의 프로세스는 여러개의 스레드로 구성이 가능
• 프로세스 내에서 Stack만 따로 할당받고, Code, Data, Heap 메모리 영역을 다른 스레드와 공유

 

멀티 스레드

하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 것입니다.

• 시스템 자원 소모 감소, 시스템 처리량 증가, 간단한 통신 방법으로 인한 프로그램 응답 시간 단축
• 주의 깊은 설계가 필요하며 디버깅이 까다로움, 동기화 문제(자원 공유 문제)
• 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스가 영향을 받음

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프로세스 VS 스레드

프로세스는 실행 중인 프로그램을 말하며, 완벽히 독립적이기 때문에 메모리 영역(Code, Date, Heap, Stack)을 다른 프로세스와 공유하지 않습니다.

 

스레드는 프로세스 내에 존재하며 프로세스가 할당받은 자원을 이용하여 실행됩니다. 스레드는 프로세스 내에서 Stack만 따로 할당받고, 그 이외의 메모리 영역을 공유하기 때문에 다른 스레드의 실행 결과를 즉시 확인할 수 있습니다.

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멀티 프로세스 VS 멀티 스레드

멀티 프로세스는 하나의 프로세스가 죽어도 다른 프로세스에 영향을 끼치지 않고 계속 실행된다는 장점이 있지만 멀티스레드보다 많은 메모리 공간과 CPU 시간을 차지한다는 단점이 있습니다.

 

멀티 스테드는 멀티 프로세스보다 적은 메모리 공간을 차지하고 문맥 전환이 빠르다는 장점이 있지만 하나의 스레드에 문제가 생기면 전체 스레드가 영향을 받으며 동기화 문제도 있다는 단점이 있습니다.

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[참고]

https://gmlwjd9405.github.io/2018/09/14/process-vs-thread.html

[OS] 프로세스와 스레드의 차이 - Heee's Development Blog

https://inpa.tistory.com/entry/%F0%9F%91%A9%E2%80%8D%F0%9F%92%BB-%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4-%E2%9A%94%EF%B8%8F-%EC%93%B0%EB%A0%88%EB%93%9C-%EC%B0%A8%EC%9D%B4

👩‍💻 프로세스 vs 쓰레드 차이 정리

https://blockdmask.tistory.com/22

[운영체제] 프로세스란? (스케줄링, 메모리구조, 상태변화)