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멀티 쓰레딩이란 무엇인가요?

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• 일반적으로 하나의 프로세스는 하나의 쓰레드를 가지고 작업을 수행한다.

• 하지만 멀티 쓰레드란 하나의 프로세스 내에서 둘 이상의 쓰레드가 동시에 작업을 수행하는 것을 의미한다.

• 멀티 쓰레드 장점

  • 하나의 프로세스 내에 다수의 실행 단위들이 존재하여 작업 수행에 필요한 자원들을 공유하기 때문에 자원의 생성과 관리가 중복되는 것을 줄일 수 있다.

  • 프로그램의 일부분(쓰레드)이 중단되거나 긴 작업을 수행하더라도 프로그램의 수행이 계속 되어 사용자에 대한 응답성이 증가한다.

• 멀티 쓰레드 단점

  • 교착 상태를 발생시킬 수 있다.

  • 동기화에 주의해야 한다.

  • 공유 메모리를 갖기 때문에, 하나의 쓰레드에 이상이 생기면 모든 쓰레드에 영향을 끼칠 수 있다.

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멀티 프로세스란 무엇인가요?

• 멀티 프로세스는 여러 개의 CPU를 사용하여 여러 프로세스를 동시에 수행하는 것을 의미한다.

• 각 프로세스 간 메모리 구분이 필요하거나 독립된 주소 공간을 가져야 할 경우 사용한다.

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• 멀티 프로세스 장점

  • 독립된 구조로 안정성이 높다.

  • 프로세스 중 하나에 문제가 생겨도 다른 프로세스에 영향을 주지 않아, 작업속도가 느려질 수는 있어도 정지되거나 하는 문제는 발생하지 않는다.

  • 여러 개의 프로세스가 처리되어야 할 때 동일한 데이터를 사용하고, 이러한 데이터를 하나의 디스크에 두고 모든 프로세서(CPU)가 이를 공유하면 비용적으로 저렴하다.

• 멀티 프로세스 단점

  • 독립된 메모리 영역이기 때문에 작업량이 많을수록(Context Switching이 자주 일어나서 주소 공간의 공유가 잦을 경우) 오버헤드가 발생하여 성능저하가 발생할 수 있다.

  • Context Switching 과정에서 캐시 메모리 초기화 등 무거운 작업이 진행되고 시간이 소모되는 등 오버헤드가 발생한다.

멀티 프로세스 대신 멀티 쓰레드를 사용하는 이유는 무엇인가요?

• 운영체제가 시스템 자원을 효율적으로 관리하기 위해 쓰레드를 사용한다.

• 멀티 프로세스로 실행되는 작업을 멀티 쓰레드로 실행할 경우, 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.

• 프로세스 간의 통신보다 쓰레드 간의 통신 비용이 적으므로 작업들 간의 통신의 부담이 줄어들게 된다.

그렇다면 멀티 쓰레드가 무조건 좋을까요?

• 프로그래머의 역량에 따라 다를 수 있다.

• 쓰레드를 활용하면 자원의 효율성이 증가하기도 하지만, 쓰레드 간의 자원 공유는 전역 변수를 이용하므로 동기화 문제가 발생할 수 있다.

• 따라서, 프로그래머가 이를 잘 이해하고 있으면 멀티 쓰레드가 좋다.

멀티 프로세싱과 멀티 프로그래밍의 차이는 무엇인가요?

• 멀티 프로세싱은 여러 개의 처리 장치, 즉 여러 개의 CPU 코어가 동시에 작업을 처리하는 것을 의미한다.

  • 여러 개의 프로세서가 병렬로 작업을 수행하므로, 단일 프로세스보다 빠른 처리 속도를 보장한다.

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• 멀티 프로그래밍은 단일 프로세스의 한번에 하나의 프로그램만 실행할 수 있는 문제를 해결하기 위해 나타났다.

  • 여러 개의 프로그램을 메모리에 올려놓고 하나의 CPU에서 번갈아 가며 동시에 실행시킨다.

  • 멀티 프로그래밍은 여러 개의 프로그램이 동시에 실행된다는 의미로, CPU 사용률을 극대화 시키는 데 목적을 두었다.

프로세서가 입출력 작업의 종료를 대기할 동안 하나의 프로세서에서 다른 프로그램을 수행할 수 있도록 하는 것이 멀티 프로그래밍이다.

멀티 태스킹이란 무엇인가요?

• Task란 운영체제에서 처리하는 작업의 단위 또는 정해진 일을 수행하기 위한 명령어 집합을 뜻한다.(process보다 확장된 개념)

• 멀티 태스킹은 task를 OS의 스케줄링에 의해 task를 번갈아가며 수행하는 것을 의미한다.

• 여러 개의 task를 자주 번갈아가며 수행하므로 사용자는 동시에 여러 task가 수행되고 있다고 느끼게 된다.

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멀티 태스킹과 멀티 쓰레딩에 대해 비교해 주세요.

• 멀티 쓰레딩은 쓰레드들끼리의 자원 공유가 가능하며, 프로그래밍을 통해 구현 가능하다.

• 하지만 멀티 태스킹은 OS에서 지원하는 것으로 독립된 메모리를 가지며, 서로 간의 자원 공유가 이루어지지 않는다.

  • 자원 공유를 위해 별도의 IPC(Inter-Process Communication)를 구현해야 하여, 멀티 쓰레딩에 비해 운영체제에게 부담을 줄 수 있다.

그렇다면 멀티 쓰레딩이 더 좋은 건가요?

• 상황에 따라 다르다.

• 멀티 태스킹은 독립된 메모리를 가지기 때문에 독립된 수행이 가능하다는 이점이 있다.

• 각각 적절하게 사용해야 한다.

참고

• 참고 블로그

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