ProcessThread

자바 동시성 프로그래밍 - 운영 체제 기본 지식

운영체제에 의해 파일 시스템에 설치되어 있는 파일을 프로그램이라 한다.
프로세스는 프로그램의 실제 실행을 의미하며 프로그램 파일을 실행함으로써 프로그램 데이터들이 메모리에 올라와 CPU를 할당받고 명령을 수행하는 있는 상태이다.
프로세스는 운영체제로부터 자원을 할당받은 최소 작업 단위이다.

운영체제는 프로세스마다 각각 독립된 메모리 영역을 code, data, stack, heap 형식으로 할당해준다.
독립된 메모리 영역을 할당해 주기 때문에 프로세스 간 영향을 받지 않고 독립적인 작업을 수행할 수 있다.
기본적으로 다른 프로세스의 변수나 자료에 접근할 수 없다.
- IPC나 공유 메모리 등의 통신 기법들을 사용하여 프로세스 간 통신이 가능하긴 하다.
- 프로세스들끼리 데이터를 공유하는 것은 모든 자원을 처음부터 공유하고 있는 스레드에 비하면 어렵고 까다로울 뿐 불가능한 것은 아니다.

스레드는 프로세스가 운영체제로부터 할당 받은 자원을 이용하는 실행 단위 또는 흐름의 단위로써 하나의 프로세스는 반드시 하나 이상의 스레드를 갖는다.
프로세스 내에서 각 필요한 stack만 할당받고 code, data, heap 영역은 공유해서 각 스레드가 공유한다.
스레드 간 메모리 스택 영역에 접근할 수 없으므로 스레드는 독립적인 실행 흐름을 가질 수 있게 되어 독립적인 함수 호출이 가능해진다.

프로세스(Process)
- 여러 개의 자식 프로세스 중 하나에 문제가 발생하면 그 자식 프로세스만 죽고 다른 프로세스에게 영향을 미치지 않는다. 즉, 프로그램 전체의 안전성을 확보할 수 있다.
- 프로세스 간 전환(컨텍스트 스위칭) 시 레지스터, 캐시 메모리 초기화 등 무거운 작업으로 인한 시간적인 비용이 많이 발생한다.
- 프로세스 간 통신 기법(IPC, 공유 메모리 등)이 어렵고 복잡해서 통신으로 인한 오버헤드가 크다.
- 프로세스 생성 시 독립적으로 메모리가 할당되기 때문에 리소스 비용이 크다.
스레드(Thread)
- 여러 개의 스레드 중 하나에 문제가 발생하면 전체 프로세스에 영향을 미치게 된다.
- 프로세스의 메모리 영역을 공유하기 때문에 컨텍스트 스위칭 시간이 적고 리소스를 효율적으로 사용한다.
- 스레드 간 통신 비용이 적어 통신으로 인한 오버헤드가 적다.
- 스레드 간 공유 메모리 영역의 동시 접근으로 인한 동기화 문제가 발생한다.
- 하나의 스레드에서 오류가 발생할 경우 프로세스 자체가 종료될 수 있다.

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