프로세스(Process)와 스레드(Thread)

프로세스 (Process)

정의

• 운영체제로부터 자원을 할당받는 작업의 단위
• 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 단위

특징

• 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역을 할당 받는다. (Code, Data, Stack, Heap으로 구성)
• 각 프로세스는 다른 프로세스의 메모리 영역에 접근할 수 없다. (접근하려면 통신(IPC)을 사용해야한다.)

스레드 (Thread)

정의

• 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행의 단위

특징

• 스레드는 프로세스 내에서 Stack만 따로 할당받고 나머지 자원들(주소 공간, Code, Data, Heap 영역 등)은 서로 공유한다.
• 각각의 스레드끼리 힙 메모리를 서로 읽고 쓸 수 있다.

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멀티 프로세스와 멀티 스레드의 차이

멀티 프로세스

정의

• 하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 처리하도록 하는 것.

장점

• 프로세스에 문제가 발생하면 해당 자식 프로세스만 죽고 영향이 확산되지 않는다.

단점

• Context Switching*에서의 오버헤드
  • 프로세스는 각각의 독립된 메모리 영역을 할당받았기 때문에 프로세스 간에 공유하는 메모리가 없어, context switching시 캐시에 있는 데이터를 리셋하고 다시 캐쉬 정보를 불러와야 한다.
• 프로세스간 변수를 공유하기 위한 복잡한 통신 기법(IPC)

+) Context Switching: CPU에서 여러 프로세스들이 돌아가면서 작업을 처리하는데 이것을 context switching이라고 한다. 프로세스가 대기하는 동안 프로세스의 상태(context)를 보관하고, 다음 프로세스가 동작할 때 이전 프로세스의 상태를 복구하는 작업을 의미한다.

멀티 스레드

정의

• 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하여 처리하도록 하는 것.
• 쉽게 말해 프로그램을 여러개 켜는 대신 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결하는 것.

장점

• 자원을 할당하는 시스템 콜(프로세스로 할당 시 호출)이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있게 된다. (자원의 효율성 증대)
• 스레드 간의 작업량이 작아 context switching이 빠르다 (처리 비용 감소, 응답 시간 단축)

단점

• 설계가 까다롭고 디버깅이 어렵다
• 다른 프로세스에서 스레드를 제어할 수 없다 (프로세스 밖에서 제어할 수 없음)
• 전역 변수를 이용하기 때문에 자원공유의 문제가 발생한다 (동기화 문제)
• 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스에 영향을 미친다