Python

프로세스와 스레드의 차이

Process, Thread

프로세스와 스레드의 차이(Process vs Thread)

프로세스(Process)

  • 의미
    • 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램
    • 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 인스턴스(독립적인 개체)
    • 운영체제로부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위
    • 종종 스케줄링의 대상이 되는 작업(task)이라는 용어와 거의 같은 의미로 쓰인다.
  • 할당받는 시스템 자원의 예
    • CPU 시간
    • 운영되기 위해 필요한 주소 공간
    • Code, Data, Stack, Heap의 구조로 되어 있는 독립된 메모리 영역
  • 특징
    • 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap의 구조)을 할당 받는다.
    • 기본적으로 프로세스 당 최소 1개의 스레드(메인 스레드)를 가지고 있다.
    • 각 프로세스는 별도의 주소 공간에서 실행되며, 한 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자료구조에 접근 할 수 없다.
    • 한 프로세스가 다른 프로세스의 자원에 접근하려면 프로세스 간의 통신(IPC, inter-process communication) 을 사용해야 한다.
      • 파이프, 파일, 소켓 등을 이용한 통신 방법 이용

프로세스 특징

프로세스는 프로그램 실행 시 Code, Data, Stack, Heap의 구조로 되어 있는 독립된 메모리 영역을 할당 받는다.
이러한 특징은 멀티 프로세싱 방식에서 단점을 가지게 된다.
멀티 프로세싱의 방식은 CPU에서 여러 프로세스를 로테이션으로 돌면서 처리를 하게 된다.
동작 중인 프로세스가 대기를 하면서 해당 프로세스의 상태(context)를 보관하고, 대기하고 있던 다음 순번의 프로세스가 동작하면서 이전에 보관했던 프로세스의 상태(context)를 복구하게 된다.
이러한 일련의 과정을 Context Switching 이라고 하는데 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역이다보니 캐쉬 메모리 초기화 등 꽤나 무거운 작업이 진행되고 오버헤드가 발생하게 된다.

쓰레드(Thread)

  • 사전적 의미

    • 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위
    • 프로세스의 특정한 수행 경로
    • 프로세스가 할당 받은 자원을 이용하는 실행의 단위

  • 특징

    • 기본적으로 프로세스당 최소 1개의 스레드를 가지고 있고 그것을 메인 스레드라고 한다.
    • 프로세스는 1개 이상의 스레드를 가질 수 있으며 멀티스레드라고 한다.
    • 위에서 설명한 Context Switching은 사실 프로세스가 가지고 있는 스레드를 처리하는 과정이다.
    • 스레드는 프로세스 내에서 각각 Stack만 따로 할당받고 Code, Data, Heap 영역은 공유한다.
    • 스레드는 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행의 흐름으로, 프로세스 내의 주소 공간이나 자원들(힙 공간 등)을 같은 프로세스 내에 스레드끼리 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 스택을 갖고 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.)

  • 장점

    • 메모리 공유로 인한 시스템 자원 소모가 줄어든다.
    • 응답시간이 단축 된다.
    • Context Switching에 대한 오버헤드가 줄어든다.
  • 단점
    • 서로 데이터를 사용하다가 충돌이 일어날 가능성이 있다.
    • 디버깅이 다소 까다로워 진다.
출처
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