멀티프로세스와 멀티 스레드

프로세스와 스레드는 아래를 참고하자

https://koreatstm.tistory.com/92

프로세스와 스레드

 

멀티 프로세스와 멀티 스레드는 한 어플리케이션에 대한 처리방식이다. 단순히 프로그램을 여러개 띄우는것이 아닌 언제 어떤 방식으로 처리하느냐에 따라 다른것으로 이해해야한다.

이름처럼 여러개의 프로세스, 스레드가 동작하는 것을 일컫는다. 다중으로 돌아감으로써 성능 향상의 효과를 얻을 수 있다.

멀티 프로세스 vs 멀티 프로세서

프로세스는 프로그램의 실행 상태를 말하고, 프로세서는 CPU 코어를 일컫는다. 완전 다른 의미이다.

멀티 프로세서는 하나의 프로그램에서 여러 개의 프로세스를 실행하는 것을 의미하고, 멀티 프로세서는 여러 개의 CPU 코어가 하나의 시스템에서 동시에 실행되는 것을 의미한다.

멀티 프로세스

두개 이상의 다수 프로세서가 협력적으로 하나 이상의 태스크를 동시에 병렬로 처리하는 것

멀티 프로세스 내부구조를 보면, 하나의 부모 프로세스가 여러 개의 자식 프로세스를 생성함으로 다중 프로세스를 생성하는 구조이다.

한 프로세스는 실행되는 도중에 프로세스 생성 시스템 콜을 통해 새로운 프로세스들을 생성할 수 잇는데, 다른 프로세스를 생성하는 프로세스를 부모 프로세스(Parent Process)라 하고, 다른 프로세스에 의해 생성된 프로세스를 자식 프로세스(Child Process)라고 한다.

이때, 부모 프로세스와 자식 프로세스는 각각 고유한 Process ID를 가지고 있다. 부모 프로세스는 자식 프로세스의 PID를 알고 있으며, 이를 통해 자식 프로세스를 제어할 수 있다. 또한, 자식 프로세스는 부모 프로세스의 PID를 알고 있어 이를 통해 부모 프로세스와 통신이 가능하다.

통신이 가능할뿐 서로 다른 프로세스르 독립적으로 실행되며, 독립적인 메모리 공간을 가지고 있어 서로 다른 작업을 수행한다.

 

장점	단점
1. 독립성 독립 구조로 안전성이 높으며, 프로세스 하나에 문제가 생겨도 다른 프로세스에 영향을 끼치지 않는다.	1. Context Switching Overhead 멀티 태스킹을 구성하는데 핵심 기술인 context switching 과정에서 성능저하가 올 수 있다. 이로 인한 빈번한 Context Switching 작업으로 인해 비용 오버헤드가 발생할 수 있게 된다.반면 스레드를 컨텍스트 스위칭하면 프로세스 스위칭 보다 가벼워 훨씬 빠르고 좋다.
2. 확장성 멀티 프로세스는 각 프로세스가 독립적이므로, 새로운 기능이나 모듈을 추가하거나 수정할때 다른 프로세스에 영향을 주지 않는다. 그래서 시스템의 규모를 쉽게 확장할 수 있다.	2. 자원 공유 비효율성 멀티 프로세스는 각 프로세스가 독립적인 메모리 공간을 가지므로, 결과적으로 메모리 사용량이 증가한다. 만일 각 프로세스간에 자원 공유가 필요할 경우 프로세스 사이의 어렵고 복잡한 통신 기법인 IPC를 사용해야한다. IPC자체로 오버헤드가 발생하게 된다.

 

멀티스레드

멀티 스레드는 하나의 프로세스 안에 여러개의 스레드가 있는 것을 말한다. 따라서 하나의 프로그램에서 두가지 이상의 동작을 동시에 처리하도록 하는 행위가 가능해진다.

웹 서버는 대표적인 멀티 스레드 응용 프로그램이다. 사용자가 서버 데이터베이스에 자료를 요청하는 동안 브라우저의 다른 기능을 이용할 수 있는 이유도 바로 멀티 스레드 기능 덕분인 것이다. 즉, 하나의 스레드가 지연되더라도, 다른 스레드는 작업을 지속할 수 있게 된다.

하나의 프로세스에서 여러 스레드로 자원을 공유하며, 테스크를 나누어 동시에 병렬적(parallel)으로 수행한다.

장점	단점
1. 응답성 작업을 분리해서 실행하므로 실시간으로 사용자에게 응답	1. 안정성문제 하나의 프로세스 안에서 작동하므로, 하나의 스레드에서 문제 생기면 전체 프로세스에 영향을 준다.
2 효율성 속한 프로세스 내 스레드와 메모리, 자원을 공유하여 효율적으로 사용	2. 동기화로 인한 성능 저하 스레드간 동기화는 데이터 접근을 제어하기위한 필수적인 기술이다. 동기화 작업은 여러 스레드들이 자원에 대한 접근을 순차적으로 통제하는 것이고, 그러면 동시 접근으로 인한 동시 수정과 같은 현상은 일어나지 않게 되지만, 여러 스레드 접근을 제한하는 것이기에 병목 현상이 일어나 성능이 저하될 수 있다.
3. 경제성 스레드에도 context switching overhead가 존재하지만, 상대적으로 프로세스 생성 비용보다 스레드 생성비용이 적고, context switching이 프로세스보다 빠르다.	3. Context Switching Overhead 멀티 프로세스보다 Context Switching Overhead가 작지만 그래도 오버헤드 비용이 발생한다.
4. 가벼움 프로세스보다 가볍고 생성 및 종료가 빠르다.	4. 데드락(교착 상태) 다수의 프로세스나 스레드가 서로 자원을 점유하고, 여러 개의 스레드가 서로 대기하면서 무한정 기다리게되는 증상

 

REFERENCE

https://inpa.tistory.com/entry/👩%E2%80%8D💻-multi-process-multi-thread#thankYou

https://brunch.co.kr/@huewu/4

https://beststar-1.tistory.com/24