프로세스 vs 스레드

프로세스와 스레드에 대한 이해는 효율적인 프로그래밍을 위해 정말 중요하고, 그래서 그런지 면접 단골 질문이기도 하다. 

현재 진행하고 있는 스터디에서 다음의 주제를 갖고 이야기를 해보자는 의견이 나와서, 이에 대해 정리하고 또 추가적으로 학습한 내용을 정리하려 한다.

 

프로세스

프로세스에 대한 설명은 링크로 대체한다.

2023.03.01 - [CS/CS 스터디] - 프로세스 주소 공간

프로세스 주소 공간

간략하게 말하자면, 프로세스란 운영체제로부터 CPU, 메모리 자원을 할당받고 이를 이용하여 작동하는 프로그램의 단위라고 볼 수 있다. 

 

스레드

그렇다면 스레드는 무엇일까?

스레드란 프로세스 내에 존재하는 작은 실행 단위이다.

모든 프로세스는 적어도 하나의 스레드를 가지며 스레드들은 프로세스 내부에서 프로세스의 작업을 처리해 나간다.

스레드들은 제각각의 스택 영역을 가지며, 그 외의 주소 공간 요소들(ex. 코드 영역, 데이터 영역, 힙 영역)은 공유한다. 

프로세스와 스레드의 그림 예시는 다음과 같다.

출처: https://www.backblaze.com/blog/whats-the-diff-programs-processes-and-threads/

위 그림과 같이 하나의 프로세스에는 여러 스레드가 존재할 수 있으며,

이들은 프로세스들 간의 병렬처리와 마찬가지로 컨텍스트 스위칭을 통해 여러 스레드가 동시에 실행되고 있는 듯한 착각을 준다.

다만 스레드들은 프로세스들과는 달리 스레드들 간에 공유하는 메모리(코드, 데이터, 힙)가 존재하기 때문에,

컨텍스트 스위칭의 비용이 더 적으며 따라서 병렬 처리에 더 유리한 구조를 갖고 있다. 

하지만 이에 따른 문제도 존재하는데, 스레드들의 공유 자원에 대한 동시다발적 접근에 따른 동시성 문제가 바로 그것이다.

이 문제를 위해 뮤텍스(Mutex)나 세마포어(Semaphore) 등의 방법이 이용될 수 있다.