프로세스와 쓰레드

프로세스와 쓰레드의 정의

프로세스

정적이였던 프로그램이 자원을 할당 받고 동작을 하는 것을 프로세스라 함

프로그램: 동작을 하지 않는 정적, 수동적 개체
프로세스: 동작을 하는 능동적 개체
자원: CPU, 메모리, 입출력장치, 파일 등
동작: 프로세스가 동작을 한다 -> CPU가 프로세스의 명령을 실행

운영체제(프로세스 관리자)가 처리하는 작업

프로세스를 생성 및 종료
프로세스를 실행시키기 위한 스케줄링 작업
프로세스의 상태 관리

프로세스의 구성

아래 두 절차를 마치면 하나의 프로세스가 만들어진다

메모리 구조: 프로그램 실행에 직접적으로 필요한 코드와 데이터
- 코드영역: 프로그램 자체를 저장하는 코드영역
- 데이터 영역: 프로그램 실행 시 필요한 데이터 영역 (상수나 변수의 값, 서브프로그램 호출상태 등)
1. 정적 데이터 영역: 상수나 변수
2. 스택 영역: 지역변수
3. 힙 영역: 동적변수 중에서 사용자가 수동으로 저장하는 것들을 저장
프로세스 제어 블록(Process Control Block: PCB): 운영체제가 프로세스를 관리하기 위해 필요한 정보
- 각 프로세스마다 존재
- 여러 프로세스가 번갈아 실행되는 경우 PCB에 저장된 정보 활용

프로세스 상태 관리

생성: 처음 작업이 시스템에 주어진 상태 (메모리 구조 및 프로세스 제어 블록이 형성된 상태)
준비: 실행 준비가 되어 CPU 할당을 기다리는 상태 (준비큐에 프로세스가 들어가있는 상태)
실행: 프로세스가 처리되는 상태
대기: 프로세스 I/O 작업이 끝날 때까지 또는 특정 자원을 할당받을 때까지 보류되는 상태 (대기 시간동안 다른 프로세스에게 양보함)
종료: 프로세스가 더 이상 실행되지 않도록 끝난 상태

### 프로세스 상태 변화

생성 => 준비: 생성에서는 준비만 변화가 가능
준비 => 실행(디스패치) :해당하는 프로세스가 할당 받으면 실행 / 할당시간 만료시 준비 상태로 돌아감 / 우선순위에 밀려 준비큐로 돌아가야 할 상태
실행 => 대기: 이벤트 대기
대기 => 준비: 재개 조건 만족후 준비큐에 들어감
실행 => 종료: 실행할 내용이 없다면 종료 / 부모가 종료 신호를 보낼 때 / 실행할 수 없는 상황일 때

부모 프로세스와 자식 프로세스

프로세스 생성 방법

사용자가 프로그램을 직접 실행
한 프로세스가 다른 프로세스를 생성
- 프로세스 생성 시스템 호출 이용
- 부모 프로세스: 시스템 호출을 하는 프로세스
- 자식 프로세스: 시스템 호출을 통해 생성된 프로세스
UNIX, Linux: fork() 를 통해 프로세스를 복제할 경우 부모 프로세스를 그대로 복제하되 PID만 다르게 된다.
pid = fork(); 할 경우 각각 부모 프로세스의 pid 변수에는 자식의 PID를 리턴하고 자식의 pid에는 0이 리턴된다.

프로세스 종료 방법

프로세스가 모든 처리를 완료 (정상적 종료)
부모 프로세스에 의해 자식 프로세스가 강제 종료
- 프로세스 종료 시스템 호출 이용
- 자식 프로세스 생성시 얻은 자식 PID 이용
부모 프로세스가 종료되는 경우 운영체제가 자식 프로세스 종료

쓰레드

프로세스

하나의 프로그램을 실행하기 위한 기본적인 단위, 자원 소유의 단위(하나의 메모리 구조), 디스패칭의 단위(하나의 제어흐름)
프로세스는 PC가 한개여서 프로세스 내부에서 다중처리가 불가능

쓰레드

프로세스 내에서 다중처리를 위해 제안된 개념
하나의 프로그램을 실행하기 위한 기본적인 단위
디스패칭의 단위 cf) 자원 소유의 단위 -> 프로세스
쓰레드별로 디스패칭 해야 되기 때문에 PC가 PCB 내부에서 쓰레드로 이동
프로세스 내부에 쓰레드는 한 개 이상 소유 가능
쓰레드는 실행에 필요한 최소한의 정보만 가짐
- PC를 포함한 레지스터 값
- 상태정보
- 스택 영역
나머지 정보는 프로세스에 두고 다른 쓰레드와 공유

PREVIOUS생성자 함수에의한 객체 생성

NEXT프로세스 스케줄링