[Operating System] 스레드 (Thread)

반효경 교수님의 운영체제 강의를 듣고 정리하였습니다.

Thread란

• "A thread(or lightweight process) is a basic unit of CPU utilization".
  • 프로세스 내에서 실행되는 여러 흐름의 단위
  • 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위
• Thread의 구성
  • program counter
  • register set
  • stack space
• Thread가 동료 thread와 공유하는 부분(=task)
  • code section
  • data section
  • OS resources
• 전통적인 개념의 heavyweight process는 하나의 thread를 가지고 있는 task로 볼 수 있다.

 

(사진 출처: KOCW)

 

 

Thread의 장점

• 응답성(Responsiveness)
  • 다중 스레드로 구성된 태스크 구조에서는 하나의 서버 스레드가 blocked(waiting) 상태인 동안에도 동일한 태스크 내의 다른 스레드가 실행(running)되어 빠른 처리를 할 수 있다.
  • 동일한 일을 수행하는 다중 스레드가 협력하여 높은 처리율(throughput)과 성능 향상을 얻을 수 있다.
  • 스레드 간 통신이 필요한 경우에도 쉽게 데이터를 주고 받을 수 있어 응답 시간이 단축된다.
• 자원 공유(Resource Sharing)
  • 프로세스 내 자원들을 공유하기 때문에 시스템 자원 소모가 줄어든다.
• 경제성(Economy)
  • Context Switching의 오버헤드를 줄인다.
    • 프로세스의 Cntext Switching과 달리, 캐시 메모리를 초기화할 필요가 없고, Code, Data, Heap 영역을 공유하므로 Stack 영역만 처리를 하면 되기 때문이다.
• 멀티프로세서 아키텍처에서의 이용성(Utilization of MP Architectures)
  • 멀티프로세서 환경에서 스레드를 사용하면 병렬성을 높일 수 있다.

 

Thread의 단점

• 자원의 공유로 인한 동기화 문제
• 디버깅이 까다로워진다.
  • 버그 생성될 가능성 증가

 

Thread의 구현

• Some are supported by kernel
  • Kernel Threads (커널 스레드)
    • Windows 95, 98, NT
    • Solaris
    • Digital UNIX, Mach
• Others are supported by library
  • User Threads (유저 레벨 스레드)
    • POSIX Pthreads
    • Mach C-threads
    • Solaris threads