2강. 프로세스, 쓰레드, 그 둘의 관계

1. 프로세스 : 실행 중인 프로그램 

윈도우즈의 작업관리자 : 현재 내 PC에서 동작하는 프로세스의 정보를 알려줌

현재 사용하고 있는 프로세스가 얼만큼의 CPU, 메모리, 디스크, 네트워크을 사용하는지 나타냄 

PID (프로세스 아이디) : 프로그램은 고유의 실행하는 동안 고유의 PID를 가짐 

 

프로그램: 동작을 하지 않는 정적, 수동적 개체

프로세스: 동작을 하는 능동적 개체 

 

프로세스는 운영체제로부터 자원(CPU, 메모리, 입출력장치, 파일 등)을 할당받아 동작(CPU가 프로세스의 명령을 실행)

 

운영체제(프로세스 관리자)가 해야할 일

- 프로세스 생성, 종료, 실행을 위한 스케줄링 작업, 상태관리

 

프로세스의 구성(2가지)

1. 메모리 구조 :

- 프로그램 실행에 필요한 코드(프로그램 자체)와

- 데이터(프로그램 실행할 때 필요한 데이터-정적 데이터영역, 스택영역, 힙영역으로 구분 됨)

2. 프로세스 제어 블록 (process control block: PCB) : 운영체제가 프로세스를 관리하기 위해 필요한 정보 

- 프로세스번호(PID) : 메모리를 구분

- 프로세스 상태 : 동작중인지 대기중인지 상태를 관리함

- 프로그램 카운터(PC) : 현재 실행중인 명령어의 다음 명령어를 가리킴

- 레지스터 : 명령어의 값들을 보관

- 메모리 관리 정보 

- 프로세스 우선순위

- 회계 정보 

 

프로세스 상태 (5가지)

- 생성 : 처음 작업이 시스템에 주어진 상태 . (PID 할당, 메모리 할당 및 메모리에 데이터 불러옴)

- 준비 : 실행 준비가 되어 CPU 할당을 기다리는 상태 (준비 큐)

- 실행 : 프로세스가 처리되는 상태. (프로그램의 명령어를 처리함)

- 대기 : 프로세스가 I/O 작업이 끝날 때까지 또는 특정 자원을 할당받을 때까지 보류되는 상태 

- 종료 : 프로세스가 더 이상 실행되지 않도록 끝난 상태 

 

 

프로세스 생성방법 :

- 사용자가 프로그램 직접 실행 

- 한 프로세스(부모 프로세스)가 다른 프로세스(자식 프로세스) 생성

 

프로세스 생성 시스템 호출 : UNIX 와 Windows는 프로세스 생성하는 방법이 다름

- UNIX, Linux: fork()  : 자식 프로세스는 부모 프로세스의 복제본, 부모와 달라지는 것은 PID! 

- UNIX, Linux: exec() : 자식 프로세스는 부모 프로세스와는 다른 프로그램 생성 

- Windows: CreateProcess() : 자식 프로세스는 새로운 프로그램 생성 

 

프로세스 종료방법

- 모든 처리 완료 후 정상적 종료

- 부모 프로세스에 의해 자식 프로세스가 강제 종료(자식 PID를 이용해 종료 시스템 호출 이용)

- 부모 프로세스가 먼저 종료되는 경우 운영체제가 자식 프로세스 종료 

 

2. 쓰레드 

전통적인 프로세스:

- 하나의 프로그램을 실행하기 위한 기본적인 단위

- 자원 소유의 단위(하나의 메모리 구조)이며 디스패칭(하나의 제어흐름)의 단위

 

쓰레드 : 프로세스 내에서 다중처리를 위해 제안된 개념  

하나의 프로세스 안에 자원소유의 단위(메모리구조), PCB, 디스패칭(하나 이상의 쓰레드)가 존재함

 

쓰레드는 생행에 필요한 최소한의 정보만 가짐 

- PC를 포함한 각각의 레지스터 값, 상태, 스택을 포함함. 

- 나머지 정보는 프로세스(코드영역과 정적 영역)에 두고 다른 쓰레드와 공유

 

다중 쓰레드로 구성된 프로세스 (효율적임)

- 멀티 CPU 또는 멀티코어 컴퓨터 시스템 -> 다중 쓰레드로 병렬로 처리 가능

- 처리속도 별로 쓰레드가 나눠진 경우 -> 계산용 쓰레드, 입력용 쓰레드, 백업용 쓰레드