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동호의 블로그

Thread management

•2 min•377 words
OS

김덕수 교수님 운영체제 강의를 듣고 정리한 글입니다.

🎯 학습 목표

  • What is the thread?
  • Implementation of thread

🔷 스레드의 개념

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  • Light Weight Process (LWP)
  • 프로세서(e.g, CPU) 활용의 기본 단위
  • 구성 요소
    • Thread ID
    • Register set (PC 등)
    • Stack (i.e. local data)
  • 제어 요소 외 코드, 데이터 및 자원들은 프로세스의 다른 스레드들과 공유
  • 전통적 프로세스 = 단일 스레드 프로세스

🔷 싱글 스레드 vs 멀티 스레드

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Note

❓ 다중 처리(다중 프로세스) vs 다중 스레드?

✔︎ 스레드 장점

  • 사용자 응답성 (Responsiveness)
    • 일부 스레드의 처리가 지연되어도, 다른 스레드는 작업 계속 처리 가능
  • 자원 공유 (Resource sharing)
    • 자원을 공유해서 효율성 증가 (커널의 개입 피함)
      • 예) 동일 address space에서 스레드 여러 개
  • 경제성 (Economy)
    • 프로세스의 생성, context switch에 비해 효율적
  • 멀티 프로세서(multi-processor) 활용
    • 병렬처리를 통해 성능 향상

✔︎ 스레드 사용의 예

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🔷 스레드(Thread)의 구현

  • 사용자 수준 스레드 (User threads)
  • 커널 수준 스레드 (Kernel threads)

✔︎ 사용자 수준 스레드 (User threads)

  • 사용자 영역의 스레드 라이브러리로 구현 됨
    • 스레드의 생성, 스케줄링 → 개발자 마음
    • POSIX threads, Win32 threads, Java thread API
  • 커널은 스레드의 존재를 모름
    • 커널의 관리(개입)을 받지 않음
      • 생성 및 관리의 부하가 적음, 유연한 관리 가능
      • 이식성(portability)이 높음
    • 커널은 프로세스 단위로 자원 할당
      • 하나의 스레드가 block 상태가 되면, 모든 스레드가 대기 (single-threaded kerrnel의 경우)

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✔︎ 커널 수준 스레드 (Kernel Threads)

  • OS(Kernel)이 직접 관리
  • 커널 영역에서 스레드의 생성, 관리 수행
    • Context switching 등 부하(overhead)가 큼
  • 커널이 각 스레드를 개별적으로 관리
    • 프로세스 내 스레드들이 병행 수행 가능
    • 하나의 스레드가 block 상태가 되어도, 다른 스레드는 계속 작업 수행 가능
  • Java threads → Java Virtual Machine (JVM)에 의해 생성 관리 됨

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✔︎ 멀티스레딩 모델

  • 다대일(n:1) 모델
    • 사용자 수준 스레드
  • 일대일(1:1) 모델
    • 커널 수준 스레드
  • 다대다(n:m) 모델
    • n > m
    • 혼합형 스레드

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✔︎ 혼합형(n:m) 스레드

  • n개 사용자 수준 스레드 - m개의 커널 스레드 (n > m)
    • 사용자는 원하는 수 만큼 스레드 사용
    • 커널 스레드는 자신에게 할당된 하나의 사용자 스레드가 block 상태가 되어도, 다른 스레드 수행 가능 (병행 처리 가능)
  • 효율적이면서도 유연함

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