프로세스와 쓰레드

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멀티태스킹의 진실

CPU는 한 순간에 하나의 프로세스만 실행 가능!
그런데, 작업관리자 열어보면 한 순간에 여러가지의 작업을 하는것 처럼 보임
- 운영체제가 짧은 시간에 수십번~수천번 실행할 프로세스를 교체(Context Switching)하기 때문
- 따라서 우리는 동시에 여러 개의 작업이 실행되고 있다고 느끼는 것.

프로그램이 컴퓨터에서 실행되고 있는 상태
- 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 인스턴스
- 각 프로세스는 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap) 할당
프로세스 상태
- 프로세스가 실행되면 Ready 상태가 됨
- 스케줄링에 의해 작업이 할당되면 Run 상태가 됨
- Run하다가 I/O 작업이 이루어지면 Block상태로됨
PCB(Process Control Block) : 프로세스를 제어하기 위한 정보 모음
- 어떤 프로세스를 어디까지 했는지에 대한 정보를 알 수 있어야 함. 아래와 같은 정보 포함
  - 프로세스의 상태
  - 다음에 진행할 프로세스 정보
  - 스케줄링 정보
Context Switching : 현재 진행하고 있는 Task(Process, Thread)의 상태를 저장하고 다음 진행할 Task의 상태 값을 읽어 적용하는 과정
프로세스 구조
- Stack : 호출된 함수, 지역변수 등 임시 데이터
- Heap : 동적으로 생긴 데이터
- Data : 전역변수
- Code : 프로그램의 코드

작업에 흐름이 여러 갈래 생기는 경우, 여러 개의 프로세스로 하나의 작업을 구성 할 수 있음
- 프로세스가 각 메모리 영역을 따로 가지고 있기 때문에 비효율적임
하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업(태스크)을 처리하도록 하는 것

프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위
- 프로세스의 특정한 수행 경로
- 스레드는 각각 Stack만 따로 할당 받고 Code, Data, Heap 영역은 공유

컨텍스트 스위칭(Context Switching) 시에 공유 메모리 만큼의 시간(자원) 손실이 줄어든다
- 프로세스 간의 컨텍스트 스위칭시 단순히 CPU 레지스터 교체 뿐만이 아니라 RAM과 CPU사이의 캐쉬메모리에 대한 데이터 까지 초기화 되므로 상당한 부담이 발생한다.
Stack을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 global(전역), static(정적) 변수 그리고 new, malloc에 의한 모든 자료를 공유할 수가 있다.

여러 개의 스레드가 동일한 데이터 공간을 공유하면서 이들을 수정한다는 점에 필연적으로 생기는 문제
멀티 프로세스의 방식의 프로그램에서 하나의 프로세스가 자신의 데이터 공간을 망가뜨린다면 그것은 해당 프로세스의 중단을 낳게 될 것임
하지만 멀티 스레드 방식의 프로그램에서는 하나의 스레드가 자신이 사용하던 데이터 공간을 망가뜨린다면 그 결과는 하나의 데이터 공간을 공유하는 모든 스레드를 작동불능 상태로 만들어 버릴 것임