Muitithreaded Programming
Single and Multithreaded Processes
프로세스마다 코드, 데이터, 파일 영역에 대한 데이터를 갖고 있는데, 각각 고유한 메모리 영역을 가지므로 다른 프로세스의 영역에 접근하기 어렵다.
멀티스레드로 한 프로세스를 여러 개의 thread로 구성하면 코드, 데이터, 파일 영역을 공유하여 자유롭게 사용할 수 있다
스레드가 여러 개일 경우 스레드 간의 context switching을 할 수 있어 용이하다 (메모리 영역 참조와 캐시를 그대로 유지 할 수 있다)
프로세스 간의 context switching을 하려면 MMU가 바라보는 주소값도 변경해야 하고 TLB도 비워줘야 하므로 성능이 느리다
Thread 종류
Hardware Thread
OS 관점에서는 가상의 코어
하나의 코어에 여러 하드웨어 스레드가 존재할 수 있다.
OS는 하드웨어 스레드의 개수 만큼 코어가 있다고 간주하여 OS 레벨의 스레드들을 스케줄링한다.
OS Thread
CPU에서 실제로 실행되는 스레드 단위
OS 스레드의 컨텍스트 스위칭은 커널이 개입하여 오버헤드가 발생한다.
사용자 코드와 커널 코드 모두 OS 스레드에서 실행된다.
커널 스레드, 네이티브 스레드, OS Level 스레드 등으로도 불린다.
User Thread
스레드 개념을 프로그래밍 레벨에서 추상화한 것
자바에서 Thread.start()로 스레드를 실행시킬 때, 이 유저 스레드가 생성되어 실행된다.
유저 스레드가 CPU상에서 실행되려면 OS 스레드와 반드시 연결되어야 한다.
Thread Mapping
유저 스레드와 OS 스레드가 매핑되는 경우는 1:1, 1:N, N:M 세가지가 있다.
One to One
하나의 유저 스레드가 하나의 OS 스레드와 매핑된다.
스레드 관리를 OS에 위임한다.
스케줄링을 커널이 수행한다.
멀티 코어를 활용할 수 있다.
한 스레드가 블락되어도 다른 스레드는 잘 동작한다.
race condition 발생 가능
한정된 자원이므로 무한 개로 생성 불가능
현재 Java는 이 모델에 속한다.
Many to One
여러개의 유저 스레드가 하나의 OS 스레드와 매핑된다.
유저 스레드 간의 스위칭이 빠르다.
race condition 발생할 가능성이 적으며, 그마저도 유저 스레드 레벨에서 발생한다.
멀티코어를 활용할 수 없다.
한 스레드가 블락되면 모든 스레드가 블락된다.
커널 스레드를 지원하지 않는 시스템에서 사용된다.
Many to Many
여러개의 유저 스레드가 여러개의 OS 스레드와 매핑된다.
운영 체제가 충분한 개수의 커널 스레드를 생성하도록 허용한다.
아래 그림은 간단한 예시이며, 옛날 자료라 Java가 Many to One으로 구성되어있지만, 현재 기준으로 One to One이 맞다.
Java VS Go
https://medium.com/@genchilu/javas-thread-model-and-golang-goroutine-f1325ca2df0c
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