프로세스와 스레드

멀티 태스킹

• 단일 CPU에서 동시에 여러 작업을 수행하는 것을 의미
• 소프트웨어 기반으로 CPU 시간을 분할하여 각 작업해 할당

CPU에서 어떤 프로그램이 얼마만큼 실행 될지는 운영체제가 결정하는데 이를 스케줄링 이라고 합니다.

멀티 프로세싱

• 여러 CPU가 물리적으로 동시에 작업을 처리하는 것을 의미
• 하드웨어 기반으로 성능을 향상

프로세스

• 실행 중인 프로그램의 인스턴스
• 각 프로세스는 독립적인 메모리 공간을 가짐

프로세스의 메모리 구성

• 코드 섹션: 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 부분
• 데이터 섹션: 전역 변수 및 정적 변수가 저장되는 부분 (기타 부분)
• 힙(Heap): 동적으로 할당되는 메모리 영역
• 스택(Stack): 메서드 호출 시 생성되는 지역 변수와 반환 주소가 저장되는 영역 (스레드에 포함)

프로세서는 CPU를 의미합니다.

스레드(Thread)

• 프로세스 내에서 실행되는 작은 단위
• 실제 CPU에 의해 실행되는 단위

스레드의 메모리 구성

• 공유 메모리: 같은 프로세스의 내의 자원을 공유
• 개별 스택: 각 스레드는 자신의 스택을 가짐

스케줄링

• CPU가 실행할 스레드를 배분하는 방법

컨텍스트 스위칭

• 멀티 태스킹 과정에서 다른 스레드를 실행하기 전에 CPU에서 사용하던 값들을 메모리에 저장해 두고 다시 실행할 때 불러오는 과정

CPU 바운드 작업 vs I/O 바운드 작업

• CPU 바운드 작업
  • CPU 연산 능력을 많이 요구하는 작업을 의미
  • 주로 계산, 데이터 처리, 알고리즘 실행 등
  • 스레드 생성
    • CPU + 1개
    • 거의 100% 사용하므로 최적화
• I/O 바운드 작업
  • 디스크, 네트워크, 파일 시스템 등과 같은 입출력(I/O) 작업을 많이 요구하는 작업을 의미
  • I/O 작업 동안에는 CPU를 사용하지 않고 I/O 작업이 완료 될 때 까지 대기함
  • 스레드 생성
    • CPU 코어 수 보다 많이 생성
    • 너무 많이 생성하면 컨텍스트 스위칭 비용이 증가
    • 성능 테스트를 통해 적절한 스레드 개수를 찾는 것이 중요

웹 애플리케이션은 주로 I/O 작업이 많습니다.

참고

• https://www.inflearn.com/course/김영한의-실전-자바-고급-1