[운영체제] 프로세스와 스레드 특징, 차이

 

기술면접의 단골 질문

 

프로세스, 스레드의 정의

프로세스(process): 운영체제로부터 자원을 할당받은 작업의 단위, 실행 중인 프로그램

스레드(thread): 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위

 

우선 프로그램은 파일이 저장 장치에 저장되어 있지만 메모리에는 올라가 있지 않은 정적인 상태를 말한다.

프로그램을 "실행"하면 파일이 컴퓨터 메모리에 올라가게 되고, 이 상태의 프로그램을 프로세스라고 한다.

 

프로세스는 운영체제로부터 시스템 자원을 할당받는다. 이 때 운영체제는 프로세스마다 각각 독립된 메모리 영역을 할당해준다. 각각 "독립된" 메모리 영역을 할당해주기 때문에 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자료에 접근할 수 없다.

 

이제는 프로그램 하나가 단순히 한 가지 작업만을 하는 경우는 거의 없다. 프로세스보다 더 작은 실행 단위 개념이 필요하게 되었고 이 개념이 스레드이다. 스레드는 프로세스와 다르게 스레드 간 메모리를 공유하며 작동한다. 스레드끼리 프로세스의 자원을 공유하면서 프로세스 실행 흐름의 일부가 되는 것이다. 프로세스가 할당받은 메모리 영역 내에서 Stack 형식으로 할당된 메모리 영역은 따로 할당받고, 나머지 Code/Data/Heap 형식으로 할당된 메모리 영역을 공유한다.

따라서 각각의 스레드는 별도의 스택을 가지지만, 힙 메모리는 서로 읽고 쓸 수 있다.

 

오류가 났을 때에도 차이가 있다.

프로세스가 실행 중간에 오류가 발생해서 강제 종료되어도 다른 프로세스에 영향을 주지 않는다.

하지만 스레드의 경우는 Code/Data/Heap 메모리 영역의 내용을 공유하기 때문에 스레드 하나에서 오류가 발생하면 같은 프로세스 내의 다른 스레드 모두가 강제로 종료된다.

 

 

멀티태스킹과 멀티스레드

멀티태스킹이란, 하나의 운영체제 안에서 여러 프로세스가 실행되는 것을 의미한다. 

사실 들여다보면 동시에 실행되는 것은 아니다. 운영체제의 스케쥴링 부분에서 이를 다룬다.

멀티스레드는 하나의 프로세스가 여러 작업을 여러 스레드를 사용하여 동시에 처리하는 것을 의미한다.

 

 

멀티스레드의 장단점

멀티스레드의 장점

1. Context-Switching할 때 공유하고 있는 메모리만큼의 메모리 자원을 아낄 수 있다.
2. 스레드는 프로세스 내의 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 통신의 부담이 적어서 응답 시간이 빠르다.

멀티스레드의 단점

1. 스레드 하나가 프로세스 내 자원을 망쳐버린다면 모든 프로세스가 종료될 수 있다.
2. 자원을 공유하기 때문에 필연적으로 동기화 문제가 발생할 수밖에 없다.

 

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Q.

프로세스와 스레드의 차이가 뭔가요?

A.

프로세스는 실행 중인 프로그램이고 스레드는 프로세스 안 실행단위입니다.

프로세스 안에 여러 개의 스레드가 존재할 수 있습니다.

프로세스는 독립된 메모리 영역을 할당받고 스레드는 Stack을 제외한 나머지 메모리 영역(code, data,heap)을 공용합니다.

 

<심화>

한 프로세스가 다른 프로세스 자원에 접근할 수 없으며 접근하려면 프로세스 간 통신을 사용해야합니다.

 

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참고 블로그:

https://velog.io/@raejoonee/%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%84%B8%EC%8A%A4%EC%99%80-%EC%8A%A4%EB%A0%88%EB%93%9C%EC%9D%98-%EC%B0%A8%EC%9D%B4

프로세스와 스레드의 차이