[multithreading] 프로세스와 스레드의 차이점은 무엇입니까?

먼저 이론적 인 측면을 살펴 보자. 프로세스와 스레드 간의 차이점과 프로세스간에 공유되는 것을 이해하려면 프로세스가 개념적으로 무엇인지 이해해야합니다.

Tanenbaum의 2.2.2 절 에서 최신 운영 체제 의 클래식 스레드 모델 을 살펴 보았습니다.

프로세스 모델은 리소스 그룹화 및 실행이라는 두 가지 독립적 인 개념을 기반으로합니다. 때때로 그것들을 분리하는 것이 유용합니다; 이곳은 실이 들어오는 곳입니다.

그는 계속한다:

프로세스를 보는 한 가지 방법은 관련 리소스를 그룹화하는 방법입니다. 프로세스에는 프로그램 텍스트와 데이터 및 기타 리소스가 포함 된 주소 공간이 있습니다. 이러한 리소스에는 열린 파일, 하위 프로세스, 보류중인 경보, 신호 처리기, 계정 정보 등이 포함될 수 있습니다. 프로세스 형태로 구성하면보다 쉽게 ​​관리 할 수 ​​있습니다. 프로세스가 갖는 다른 개념은 실행 스레드이며 일반적으로 스레드로 단축됩니다. 스레드에는 다음에 실행할 명령을 추적하는 프로그램 카운터가 있습니다. 현재 작업 변수를 보유하는 레지스터가 있습니다. 스택에는 실행 기록이 포함되어 있으며 각 프로 시저에 대해 하나의 프레임이 호출되었지만 아직 리턴되지 않았습니다. 스레드는 일부 프로세스에서 실행되어야하지만 스레드와 프로세스는 서로 다른 개념이며 별도로 처리 할 수 ​​있습니다. 프로세스는 자원을 함께 그룹화하는 데 사용됩니다. 스레드는 CPU에서 실행되도록 예약 된 엔티티입니다.

아래로 그는 다음 표를 제공합니다.

Per process items             | Per thread items
------------------------------|-----------------
Address space                 | Program counter
Global variables              | Registers
Open files                    | Stack
Child processes               | State
Pending alarms                |
Signals and signal handlers   |
Accounting information        |

하드웨어 멀티 스레딩 문제를 다루겠습니다 . 일반적으로 CPU는 단일 프로그램 스레드 및 레지스터 세트를 통해 스레드 상태를 유지하면서 단일 실행 스레드를 지원합니다. 그러나 캐시 미스가 발생하면 어떻게됩니까? 메인 메모리에서 데이터를 가져 오는 데 오랜 시간이 걸리며, 그 동안 CPU가 유휴 상태에 있습니다. 따라서 누군가는 기본적으로 두 개의 스레드 상태 세트 (PC + 레지스터)를 가지고있어 다른 스레드 (아마 같은 프로세스에 있거나 다른 프로세스에있을 수 있음)가 다른 스레드가 주 메모리를 기다리는 동안 작업을 수행 할 수 있다고 생각했습니다. 이 개념의 HyperThreading 및 Simultaneous Multithreading (SMT) 과 같은 여러 이름과 구현이 있습니다.

이제 소프트웨어 측면을 보자. 소프트웨어 측에서 스레드를 구현할 수있는 방법은 기본적으로 세 가지가 있습니다.

1. 사용자 공간 스레드
2. 커널 스레드
3. 이 둘의 조합

스레드를 구현하기 위해서는 CPU 상태를 저장하고 여러 스택을 유지 관리하는 기능 만 있으면됩니다. 많은 경우 사용자 공간에서 수행 할 수 있습니다. 사용자 공간 스레드의 장점은 커널에 갇히지 않아도되고 원하는 방식으로 스레드를 예약 할 수 있으므로 초고속 스레드 전환입니다. 가장 큰 단점은 I / O를 차단할 수 없다는 것 (전체 프로세스와 모든 사용자 스레드)을 차단할 수 없다는 것인데, 이는 처음에 스레드를 사용하는 큰 이유 중 하나입니다. 스레드를 사용하여 I / O를 차단하면 많은 경우 프로그램 설계가 크게 간소화됩니다.

커널 스레드는 모든 스케줄링 문제를 OS에 남기는 것 외에도 I / O 차단을 사용할 수 있다는 이점이 있습니다. 그러나 각 스레드 스위치는 잠재적으로 상대적으로 느린 커널에 트래핑해야합니다. 그러나 I / O 차단으로 인해 스레드를 전환하는 경우 I / O 작업이 이미 커널에 이미 갇혀 있기 때문에 실제로 문제가되지 않습니다.

다른 접근 방식은이 둘을 각각 여러 사용자 스레드를 갖는 여러 커널 스레드와 결합하는 것입니다.

따라서 용어에 대한 질문으로 돌아가서, 프로세스와 실행 스레드는 서로 다른 두 가지 개념이며 사용하려는 용어를 선택하는 것은 말하는 내용에 따라 다릅니다. “가벼운 프로세스”라는 용어와 관련하여, 나는 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지와 “실행 스레드”라는 용어를 전달하지 않기 때문에 개인적으로 그 요점을 알지 못합니다.

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