프로세스와 스레드

프로세스와 스레드의 특징

 

프로세스(Process)	스레드(Thread)
운영체제로부터 자원을 할당받은 작업의 단위입니다.	프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위입니다.

 

 

프로세스

 

 

프로세스는 프로그램을 실행시켜 정적인 프로그램이 동적으로 변하여 프로그램이 돌아가고 있는 상태를 말합니다.

즉, 컴퓨터에서 작업 중인 프로그램을 의미하는 것입니다.

모든 프로그램은 운영체제가 실행되기 위한 메모리 공간을 할당해 주어야 실행될 수 있습니다. 그래서 프로그램을 실행하는 순간 파일은 컴퓨터 메모리에 올라가게 되고, 운영체제로부터 시스템 자원(CPU)을 할당받아 프로그램 코드를 실행시켜 서비스를 이용할 수 있게 되는 것입니다.

 

 

 

스레드

정의

스레드는 프로세스 내에서 실행되는 가장 작은 단위입니다. 하나의 프로세스는 여러 스레드를 포함할 수 있으며, 이들 스레드는 프로세스의 자원을 공유합니다. 예를 들어, 메모리, 파일 핸들 등을 공유하여 보다 효율적인 자원 사용이 가능합니다.

 

생성시간

스레드는 프로세스 내에서 생성되며, 프로세스를 생성하는 것보다 빠릅니다. 이는 스레드가 프로세스의 자원을 공유하고, 별도의 메모리 공간을 할당받지 않기 때문에 가능합니다.

 

메모리 사용

스레드는 같은 프로세스 내의 다른 스레드와 메모리 공간을 공유합니다. 이는 데이터 공유와 통신을 쉽게 만들어 주지만, 동시에 여러 스레드가 같은 데이터에 접근할 때 발생할 수 있는 동기화 문제를 유발할 수 있습니다.

 

통신

스레드는 동일한 프로세스 내에서 공유 메모리를 통해 직접 통신할 수 있습니다. 이는 매우 빠르고 효율적인 통신 방법이지만, 동기화 문제를 잘 관리해야 합니다.

 

컨텍스트 스위칭

스레드 간의 컨텍스트 스위칭은 프로세스 간의 컨텍스트 스위칭보다 빠릅니다. 이는 스레드가 동일한 메모리 공간을 공유하기 때문에 메모리 맵을 변경할 필요가 없기 때문입니다.

 

크래시 영향

하나의 스레드가 크래시하면, 그 스레드가 속한 전체 프로세스가 크래시할 수 있습니다. 이는 스레드가 메모리와 자원을 공유하기 때문에 발생하는 문제로, 한 스레드의 문제가 전체 프로세스에 영향을 미칩니다.

 

동시성

스레드는 병렬 작업을 수행할 수 있게 해 주므로, 높은 응답성을 요구하는 애플리케이션에서 유용합니다. 예를 들어, 웹 서버는 각 클라이언트 요청을 처리하기 위해 새로운 스레드를 생성하여 동시에 여러 요청을 처리할 수 있습니다.

 

오버헤드

스레드는 프로세스의 자원을 공유하기 때문에 오버헤드가 낮습니다. 스레드 간 통신이 빠르고 효율적이며, 자원 사용량도 적습니다.

 

성능

스레드는 낮은 오버헤드로 인해 I/O 바운드 작업에서 뛰어난 성능을 제공합니다. 예를 들어, 데이터베이스 서버는 여러 스레드를 사용하여 동시에 여러 클라이언트의 요청을 처리할 수 있습니다.

 

 

기준	스레드	프로세스
정의	- 스레드는 프로세스 내에서 실행되는 가장 작은 단위 - 동일한 프로세스 내에서 여러 스레드가 존재할 수 있으며 메모리와 같은 자원을 공유	- 프로세스는 실행 중인 독립된 프로그램 - 각 프로세스는 고유의 주소 공간에서 실행되며 독립적인 메모리를 가짐
생성 시간	빠릅니다.	느립니다.
메모리 사용	동일한 프로세스 내의 다른 스레드와 메모리 공간을 공유	다른 프로세스와는 별도의 메모리 공간을 가짐
통신	동일한 프로세스 내의 스레드들은 공유 메모리를 통해 직접 통신 가능	프로세스는 파이프, 소켓 또는 공유 파일과 같은 프로세스 간 통신 메커니즘을 통해 통신
컨텍스트 스위칭	빠름 스레드는 동일한 메모리 공간을 공유하기 때문	느림 메모리 공간 간 전환에 더 많은 오버헤드가 필요하기 때문
크래시 영향	스레드가 크래시하면 전체 프로세스가 크래시할 수 있다	프로세스 크래시는 격리되어 다른 프로세스에 영향을 미치지 않는다
동시성	단일 애플리케이션 내에서 병렬 작업을 수행해야 하는 작업에 적합. 예: 웹 서버의 여러 요청 처리.	격리, 보안 및 별도의 메모리 공간이 필요한 작업에 적합 예: 여러 인스턴스의 애플리케이션 실행.
사용 사례 예시	저지연 및 고처리량 작업에 적합	보안 또는 안정성을 위해 서로 격리되어야 하는 작업에 적합
오버헤드	낮음 자원과 메모리 공간을 공유하기 때문	높음 별도의 메모리 공간과 자원을 가지기 때문
성능	낮은 오버헤드로 인해 I/O 바운드 작업에서 더 나은 성능을 제공할 수 있다	격리 및 안정성으로 인해 CPU 바운드 작업에서 더 나은 성능을 제공할 수 있다

 

 

크래시(Crash)
크래시는 소프트웨어가 예기치 않은 오류로 인해 정상적으로 작동하지 못하고 갑작스럽게 멈추거나 종료되는 상황을 의미.
크래시가 발생하면 해당 프로그램은 더 이상 작동하지 않으며, 데이터 손실이나 시스템 불안정이 발생 할 수 있습니다.

 

컨텍스트 스위칭 (Context Switching)
컨텍스트 스위칭은 운영체제가 하나의 작업(프로세스 또는 스레드)에서 다른 작업으로 CPU의 실행 환경을 전환하는 과정을 의미합니다. 컨텍스트 스위칭은 멀티태스킹 환경에서 매우 중요하며, 작업 간의 전환이 원활하게 이루어지도록 합니다.