운영체제로부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위
위 그림에서 보이는 것처럼 각각의 독립된 메모리 영역 (Code, Data, Stack, Heap)을 각자 할당 받는다!
프로세스는 서로의 변수나 자료구조에 대해 절대 접근할 수 없다!
만약 A-Process -> B-Process의 자원을 접근하려고 하면,
프로세스간 통신(IPC, Inter-Process Communication)을 사용해야 한다. (파일 , 소켓 메세지큐, 세마포어 등)
하나의 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여, 각 프로세스마다 하나의 작업(Task)씩 처리하도록 하는 것.
예를 들어 Airbnb라는 앱을 실행하고 예약 버튼을 눌러서
숙소의 이미지와 텍스트를 받아오는 프로세스 Task1
VAT 및 결제 금액을 계산하는 프로세스 Task2 이런식으로 생각해보았다.
이런식으로 하나의 프로그램에서 일어나는 여러 개의 작업을 프로세스를 여러 개 생성하여 각자 하나씩 처리하도록해주는 것임.
- Multi Process의 장점
프로세스는 독립된 메모리 영역을 각자 할당받기 때문에, 프로세스 간 서로의 자원에 침투할 수 없다.
따라서독립된 구조이기 때문에 안정성이 높다!
A-Process에 문제가 생겨도 B-Process 입장에서는 어떠한 영향도 받지 않을 수 있다. - Multi Process의 단점
프로세스들이 통신하는 과정에서 A-Process를 실행할 때는 A-Process의 메모리 영역을 올리고,
B-Process를 실행할 때는 B-Process의 메모리 영역을 올린다.
이러한 작업을Context Switching(문맥 전환)이라고 하는데,
프로세스는 메모리가 모두 독립적으로 존재하기 때문에,
Context Switching시 **CPU의 부담도 커지고 오버헤드가 발생하게 된다**는 것이 가장 큰 단점이다. 또 다른 하나는,프로세스간의 자원 공유가 어렵다는 것이다.
하나의 Process 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름.
Thread는 Process가 아닌, Process 내에서 동작되는 것이기 때문에
메모리 영역을 독립적으로 할당받지 못한다!
위 그림과 같이 Code, Data, Heap 영역은 공유하고 Stack 영역만 독립적으로 할당받을 수 있다.
(잠깐! Stack이 독립적으로 할당받을 수 있는 이유는 Stack영역이 LIFO방식으로 Stack이 쌓이면 프로세스가 섞인 채로 순서대로 나와 흐름에 방해를 주기 때문)
따라서 쓰레드들 끼리는 Heap 영역을 공유하여 같은 자원을 접근 할 수 있지만,
각자의 Stack 영역은 서로 접근할 수 없다.
하나의 프로그램을 여러 개의 Thread로 구성하여, 각 Thread마다 하나의 작업(Task)씩 처리하도록 하는 것.
- Multi Thread 장점
Thread간 Code, Data, Heap 영역을 공유하고 있기 때문에,
Context Switching이 빠르다!
또한, Process를 생성하여 자원을 할당하는 것이 아니니 때문에,생성/종료 시간도 Process보다 빠르다! - Multi Thread 단점
설계가 까다롭다...!
왜냐하면 Stack 영역을 빼고 공유하기 때문에, A-Thread가 접근하려는 Heap 영역의 자원을 B-Thread가 갑자기 접근해서 바꿔버리는 등자원 공유의 문제가 생기기 때문이다(동기화 문제)또한 독립적이지 않아,하나의 Thread에 문제가 발생 시 전체 Thread가 영향을 받는다.
마지막으로, 단일 Process 시스템의 경우 효과를 기대하기 어렵다.
| Multi Process | Multi-Thread | |
|---|---|---|
| 정의 | 하나의 프로그램을 여러 개의 Process로 구성각 프로세스마다 하나의 작업(Task)씩 처리 |
하나의 프로그램을 여러 개의 Thread로 구성각 Thread마다 하나의 작업(Task)씩 처리 |
| 생성/종료 소요 시간 |
많음 | 적음 |
| Context Switching | 많음 | 적음 |
| 자원 접근 | IPC 사용 | 공유 자원(Code,Data,Heap)사용 |
| 메모리 할당 | Code,Data,Stack,Heap모두 독립적으로 할당 |
Code,Data,Heap만 공유Stack만 독립적으로 할당 |
| 장점 | 독립된 구조로 안정성이 높음 | Context Switching이 빠름 생성 및 종료 시간도 빠름 Process간 자원 공유가 간단하다 |
| 단점 | Context Switching 소요 시간이 많이 들어가 오버헤드 발생 생성 및 종료 시간 오래 걸림 Process간 자원 공유가 어려움 |
설계가 까다로움 동기화시 문제가 생길 수 있음 하나의 Thread에서 문제 발생 시 전체 Thread에 영향이 생김 |