Thread.md

최근 회사 실무 면접을 보면서 CS질문을 받았는데 제대로 답변하지 못했던 스레드에 대해서 공부했다.

프로세스(process) vs 스레드(thread)

프로세스

사용자가 작성한 프로그램이 운영체제에 의해 메모리 공간을 할당받아 실행 중인 상태

• 구성

  • 프로그램에 사용되는 데이터나 메모리

  • 스레드

스레드

프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체

• 모든 프로세스에는 한 개이상의 스레드가 돌아가며 작업을 수행함

• 멀티 스레드 프로세스: 두 개 이상의 스레드를 가지는 프로세스

멀티 스레드

하나의 프로세스 내에서 둘 이상의 스레드가 동시에 작업을 수행하는 것

• 멀티 프로세스: 여러개의 CPU를 사용하여 여러 프로세스를 동시에 수행하는 것

멀티 프로세스 vs 멀티 스레드

• 멀티 프로세스

  • 각 프로세스가 독립적인 메모리를 가지고 별도로 실행

• 멀티 스레드

  • 각 스레드가 자신이 속한 프로세스의 메모리를 공유

• 특징

  • 시스템 자원의 낭비 적음

    • 각 스레드가 자신이 속한 프로세스에 할당받은 메모리를 공유하여 사용하기 때문

  • 사용자와의 응답성 좋아짐

    • 하나의 스레드가 작업을 할 때 다른 스레드가 별도의 작업을 할 수 있기 떄문

Context Switching

컴퓨터에서 동시에 처리할 수 있는 작업수는 CPU의 코어(core)수 인데, 만약 이 코어 수보다 많은 스레드가 실행되면 각 코어가 정해진 시간 동안 여러 작업을 번갈아가며 수행하게 된다. 이 때 각 스레드가 서로 교체되는 상황에서 Context Switching이 발생한다.

Context Switching이란 현재까지의 작업 상태나 다음 작업에 필요한 각종 데이터를 저장하고 읽어오는 작업을 말한다.

멀티 스레드 환경에서 Context Switching에 걸리는 시간이 커질수록 효율은 저하되고 많은 양의 단순한 계산은 싱글 스레드로 동작하는 것이 효율적이다.

스레드 그룹(thread group)

서로 관련이 있는 스레드를 하나의 그룹으로 묶어 다루기 위한 장치

데몬 스레드(daemon thread)

다른 일반 스레드의 작업을 돕는 보조적인 역할을 하는 스레드

일정 시간마다 자동으로 수행되는 저장 및 화면 갱신 등에 이용

대부분 무한 루프와 조건문을 이용하여 실행 후 대기하고 있다가 특정 조건이 만족되면 작업을 수행하고 다시 대기하도록 작성

가비지 컬렉터(garbage collector)

프로그래머가 동적으로 할당한 메모리 중 더 이상 사용하지 않는 영역을 자동으로 찾아내어 해제해 주는 데몬 스레드

가비지 컬렉터가 동작하는 동안에는 프로세서가 일시적으로 중지되기 때문에 성능의 저하가 발생하지만 최근에는 가비지 컬렉터의 성능이 많이 향상되어 새로 만들어지는 대부분의 프로그래밍 언어에서 가비지 컬렉터를 제공하고 있다.