반효경 [운영체제] 6강, 7강 - Process 2

Thread

💡 “A thread(or lightweight process) is a basic unit of CPU utilization”

• 쓰레드 - 프로세스 하나에 CPU 수행 단위만 여러 개 두는 것

• Thread의 구성(각 쓰레드마다 따로 가지는 부분)
  • Program Counter
  • Register Set
  • Stack Space

• Thread가 동료 Thread와 공유하는 부분(=Task)
  • Code Section
  • Data Section
  • OS Section
• 전통적인 개념의 heavyweight process는 하나의 thread를 가지고 있는 task로 볼 수 있다.

with Thread / Program Counter와 레지스터 를 여러개 두어서 코드의 실행부분을 나누는 것임 → 스택도 별도로 메모리 주소공간을 공유 / 프로세스 상태도 공유 / 프로세스가 사용하는 각종 자원들도 공유/ CPU수행과 관련된 정보만 공유하지 않음

 

쓰레드 사용시 장점

• 다중 스레드로 구성된 태스크 구조에서는 하나의 서버 스레드가 blocked(wating) 상태인 동안에도 동일한 태스크 내의 다른 쓰레드가 실행(Running)되어 빠른 처리를 할 수 있다.

• 동일한 일을 수행하는 다중 쓰레드가 협력하여 높은 처리율(throughput)과 성능 향상을 얻을 수 있다.(주소공간=메모리 를 공유하므로 자원절약을 할 수 있어 효율이 좋음!)
• 쓰레드를 사용하면 병렬성을 높일 수 있다.(MP에서)

 

Single and Multithreaded Processes

 

쓰레드의 장점

1. Responsiveness(응답성)

• eg) multi-threaded Web - if one thread is blocked (eg. Network) another thread continues (eg. Display) (비동기식 입출력)

2. Resource Sharing(자원 공유)

• n threads can share binary code, data, resource of the process

3. Economy(경제성)

• creating & CPU switching thread(rather than a process)

• Solaris의 경우 위 두가지 overhead가 각각 30배, 5배(프로세스를 생성하는 경우가)

4. Utilization of MP Architectures(CPU가 여러개 있는 환경에서만)

MP = multi-processor

• each thread may be running in parallel on a different processor

 

쓰레드의 구현

Some are supported by kernel ⇒ Kernel Threads

• 커널 쓰레드는 커널이 쓰레드를 관리(몇개 있는지, 다른 쓰레드로 넘기는것도 커널이 넘김)

• Windows 95/98/NT

• Solaris

• Digital UNIX, Mach

Others are supported by library ⇒ User Threads

• 유저 쓰레드의 경우는 운영체제(커널)가 쓰레드에 대한 정보를 알지 못함 → 제약이 있을 수가 있음

• POSIX Pthreads

• Mach C-threads

• Solaris threads

Some are real-time threads

• 커널 쓰레드는 커널이 직접 쓰레드를 관리
• 유저 쓰레드의 경우는 운영체제가 쓰레드에 대한 정보를 알지 못함