프로그램 & 프로세스 & 스레드

 

프로세스와 스레드에 찾아보게 된 이유는?

회사에서 MariaDB를 사용하려는데 RDBMS에서 가장 많이 쓰이는 것이 PostgreSQL여서 두 가지의 장단점을 체크하여 어떤 것이 더 우리 회사에 맞을지 알아보던 중에 PostgreSQL은 멀티 프로세스 방식이고 MariaDB는 멀티스레드 방식을 사용하고 있다고 하여 프로세스와 스레드에 대해 찾아보게 되었다.

 

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프로그램

파일이 저장 장치에는 저장되어 있지만 메모리에는 할당되지 않은 정적인 상태

특정 작업을 수행하는 일련의 명령어들의 모음

 

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프로세스

컴퓨터가 특정한 작업을 하고 있는 상태 (실행되고 있는 컴퓨터 프로그램)

운영체제의 안정성을 위해 각 프로세스는 고유한 메모리를 할당받고 해당 메모리에만 접근할 수 있도록 제약

 

 

 

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스레드

하나의 프로그램만 실행시킬 수 있던 문제를 해결하고자 만들어진 개념

프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위
스레드 간 메모리 공유하며 동작한다. (Stack 영역을 제외한 Code, Data, Heap 영역 서로 공유)

메모리 공간을 공유하기에 동기화 문제 발생할 수 있다.
CPU 입장에서는 최소 작업 단위가 된다.

 

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동시성 (컨텍스트 스위칭)

실행 중인 프로세스 또는 스레드가 변경되어 번갈아가며 진행하는 것
프로세스의 컨텍스트 스위칭과 스레드의 컨텍스트 스위칭의 장단점은 프로세스의 자원 공유 방식과 스레드의 자원 공유 방식의 차이로 인해 뚜렷하게 드러나기에 해당 환경에 보다 적합한 것을 구분할 수 있어야 한다.

 

 

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멀티 프로세스

하나의 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하는 것

 

• 장점

하나의 프로세스에 문제가 있어도 프로그램은 동작한다.

 

이유는 프로세스는 메모리를 공유할 수 없어서일까..?

하지만 커널 영역에서 IPC(Inter Process Communication)를 통해 메모리를 공유할 수 있다는데 이렇게 했을 때 하나의 프로세스에 문제가 생겨도 여전히 프로그램은 종료되지 않고 동작하는 걸까?

 

• 단점

컨텍스트 스위칭 비용 발생

 

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멀티 스레드

하나의 프로세스가 여러 개의 스레드를 사용하여 동시에 처리하는 것을 의미한다.

 

• 장점

컨텍스트 스위칭 덕분에 공유하고 있는 메모리만큼의 메모리 자원을 아낄 수 있다.

 

• 단점

스레드 하나에서 에러가 발생할 경우 해당 프로그램 자체가 종료될 수 있다.
공유하고 있는 메모리들로 인해 동기화 문제 발생

 

• 특징 및 유의사항

프로그래머가 각각의 스레드 순서를 직접 정해줘야 하기에(스레드의 스케쥴링) 멀티 스레드 사용 시에는 신중해야 하며 발생할 수 있는 동기화 문제에도 직접 대응해야 하기에 그만큼 디버깅도 어려워질 수 있다.

 

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멀티 태스킹

하나의 운영체제(OS) 안에서 여러 프로세스가 실행되는 것을 의미한다.
여러 프로세스가 동시에 실행되는 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않다.

 

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스레드에서 Stack, Code, Data, Heap 영역이 있던데 Stack은 공유하지 않고 나머지 영역만 공유한다는 점이 신기해서 다음에는 이에 대해 자세히 다뤄보겠습니다.

그 후 IPC에도 여러 종류가 있던데 이에 대해 정리해보겠습니다.

 

 

<참고 자료>

raejoonee 님의 프로세스와 스레드의 차이

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

 

Noah 님의 Process, Thread 차이가 뭐예요?

https://brunch.co.kr/@babosamo/100

 

 

RASTA LION 님의 PostgreSQL과 MariaDB의 사이에서의 선택

https://rastalion.me/postgresql%EA%B3%BC-mariadb%EC%9D%98-%EC%82%AC%EC%9D%B4%EC%97%90%EC%84%9C%EC%9D%98-%EC%84%A0%ED%83%9D/