프로그램 (Program)
: 어떤 작업을 실행할 수 있는 파일
프로세스 (Process)
- 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램
- 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 인스턴스 (독립적인 개체)
- 운영체제로 부터 시스템 자원을 할당 받는 작업의 단위 (자원의 예시 : 주소공간, 메모리 영역, cpu 등)
- 프로세스는 각각의 독립된 메모리 영역 (code, Data, Stack, Heap) 을 할당 받는다.
- 기본적으로 프로세스당 최소 1개의 스레드를 가진다.
- 각각의 프로세스는 별도의 주소공간에서 실행되며 한 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자료 구조에 접근 할 수 없다.
- 한 프로세스가 다른 프로세스의 자원에 접근하려면 프로세스간의 통신(IPC)를 사용해야 한다.
스레드 (Thread)
- 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위
- 프로세스가 할당 받은 자원을 이용하는 실행의 단위
- 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당 받고 Code, Data, Heap 영역은 공유한다.
- 스레드는 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름으로 프로세스 내의 주소공간이나 자원들을 같은 프로세스 내에 스래드끼리 공유하면서 실행된다.
- 같은 프로세스 안에 있는 여러 스레드들은 같은 힙 공간을 공유한다. 반면에 프로세스는 다른 프로세스의 메모리에 직접 접근할 수 없다.
- 각각의 스레드는 별도의 레지스터와 스텍을 가지고 있지만 힙 메모리는 서로 읽고 쓸 수 있다.
- 한 스레드가 프로세스 자원을 변경하면, 다른 이웃 스레드 (sibling thread)도 그 변경 결과를 즉시 볼 수 있다.
자바 스레드
- JVM이 운영체제의 역할을 한다.
- 자바에는 프로세스가 존재하지 않고 스레드만 존재하며, 자바의 스레드는 JVM에 의해 스케줄 되는 실행 단위 코드 블럭이다.
멀티 프로세스와 멀티 스레드
| 멀티 프로세스 | 멀티 스레드 | |
| 의미 | 하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각각의 프로세스가 하나의 작업을 처리하도록 하는 것 | 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스래드로 구성하여 각스레드가 하나의 작업을 처리하도록 하는것 |
| 장점 | 여러개의 자식 프로세스중 하나에 문제가 발생하면 해당 프로세스만 종료되고 다른 프로세스에는 영향을 주지 않는다. | 자원의 효율성 증대(시스템 자원 소모 감소) 시스템 처리량 증가 간단한 통신방법으로 인한 프로그램 응답시간 단축 |
| 단점 | 프로세스는 각각의 독립된 메모리 영역을 할당 받기 때문에 프로세스 사이에서 공유하는 메모리가 없어 Context Switching이 발생하면 캐쉬에 있는 모든 데이터를 모두 리셋하고 다시 캐쉬 정보를 불러와야 한다. | 디버깅이 까다롭다 설계가 힘들다 멀티 스레드의 경우 자원 공유의 문제가 발생한다 (동기화문제) 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스가 영향을 받는다. |
멀티스레드의 장점을 다시 살펴보자.
시스템 자원 소모 감소
>> 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리 할 수 있다.
시스템 처리량 증가
>> 스레드간 데이터를 주고받는 것이 간단해지고 시스템 자원 소모가 줄어든다.
간단한 통신 방법으로 인한 프로그램 응답 시간 단축
>> 스레드는 프로세스 내의 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 통신의 부담이 적다.
멀티 프로세스 대신 멀티 스레드를 사용하는 이유
프로그램을 여러개 켜는거 보다 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결하는 것.