10.Thread

프로세스 간에는 각 프로세스의 데이터 접근이 불가한데

스레드는 하나의 프로세스에 여러개를 생성하여 프로세스의 데이터에 모두 접근할 수 있다.

 

• Multi Tasking VS Multi Processing VS Multi Thread
  • 멀티 태스킹 : 하나의 cpu, 여러개 process
  • 멀티 프로세싱 : 여러 cpu, 여러개 process : 하나의 process를 여러 cpu에서 실행하는 방법 ? Thread를 여러개 만들어서 해결 가능- 최근 cpu가 멀티 코어를 가지고 있음
  • 멀티스레드
• Thread 장점
  • 사용자에 대한 응답성 향상
  • 자원 공유 효율

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  • 코드 간결성
• Thread 단점
  • 스레드 중 한 스레드만 문제가 생겨도 전체 프로세스가 영향을 받음

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    2번 Thread에 문제가 발생하면 전체 Process에 문제가 발생함

  • 스레드를 많이 생성하면 context switching이 많이 일어나서 성능 저하 발생
• Thread VS Process
  • 프로세스는 독립적, 프로세스간 IPC기법 통신
  • 프로세스는 각각 독립적인 자원을 가짐, 스레드는 프로세스 자원 공유
  • 프로세스는 자신만의 주소 영역을 가짐, 스레드는 주소영역을 공유 
• Thread 동기화 이슈 : 스레드가 여러개 있을 때 실행 순서가 정해져 있지 않아서(스케쥴러가 정하므로) 동시에 읽고 쓰는 과정에 비정상적으로 동작하는 경우

  

  • Mutual Exclusion ( 상호배제 ) : 임계 구역에 대한 접근을 막기 위해 LOCKING mechanism 필요
  • Semaphore : 임계 구역에 여러 스레드가 접근할 수 있다. counter를 두어 동시에 점근 가능한 스레드 수를 제어
• 교착상태(Deadlock)
  • 두 개 이상의 작업이 서로 상대방의 작업이 끝나기만을 기다리고 있어서 다음 단계로 진행하지 못하는 상태
  • 발생 조건
    • 상호 배제 : 프로세스들이 필요로하는 자원에 대한 배타적 통제권 요구
    • 점유 대기 : 프로세스가 할당된 자원을 가진 상태에서 다른 자원을 기다림
    • 비선점 : 프로세스가 어떤 자원의 사용을 끝낼때까지 그 자원을 뺏을 수 없음
    • 순환 대기 : 각 프로세스는 순환적으로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있음
  • 해결방법
    • 예방
      • 상호 배제 : 여러 개의 프로세스가 공유 자원을 사용할 수 있도록한다(동기화 문제 발생 가능)
      • 점유 대기 : 프로세스가 실행되기 전 필요한 모든 자원을 할당한다
      • 비선점 : 자원을 점유하고 있는 프로세스가 다른 자원을 요구할 때 점유하고 있는 자원을 반납하고, 요구한 자원을 사용하기 위해 기다린다
      • 순환 대기 : 자원에 고유한 번호를 할당하고, 번호 순서대로 자원을 요구하도록 한다
    • 회피
      • 은행원 알고리즘 : 프로세스가 자원을 요구할 때 시스템은 자원을 할당한 후에도 안정 상태로 남아있게 되는지 사전에 검사하여 교착 상태를 회피
    • 발견
    • 회복
      • 교착 상태의 프로세스를 모두 중지하거나 교착 상태가 제거될 때까지 한 프로세스씩 중지한다
• 기아상태 ( Starvation )
  • 여러 프로세스가 부족한 자원을 점유하기 위해 경쟁할 때, 특정 프로세스는 영원히 자원 할당이 안되는 경우
  • 해결방안
    • 우선순위 변경
      • FIFO 기반 요청큐 사용
      • 오래 기다린 프로세스의 우선순위 높여줌