멀티 프로세스 vs 멀티 스레드

멀티 프로세스 vs 멀티 스레드

멀티 프로세스

📌 정의

하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하도록 하는 것이다.

👍 장점

여러 개의 자식 프로세스 중에 하나에 문제가 발생하면 그 자식 프로세스만 죽는 것 이상으로 다른 영향이 확산되지 않는다.

👎 단점

• 문맥 교환(Context Switching) 에서의 오버헤드
  • 문맥 교환 과정에서 캐쉬 메모리 초기화 등 무거운 작업이 진행되고 많은 시간이 소모되는 등의 오버헤드가 발생하게 된다.
  • 프로세스는 각각의 독립된 메모리 영역을 할당받았기 때문에 프로세스 사이에서 공유하는 메모리가 없어, 문맥 교환이 발생하면 캐쉬에 있는 모든 데이터를 모두 리셋하고 다시 캐쉬정보를 불러와야 한다.
• 프로세스 사이의 어렵고 복잡한 통신 기법
  • 프로세스는 각각의 독립된 메모리 영역을 할당받았기 때문에 하나의 프로그램에 속하는 프로세스들 사이의 변수를 공유할 수 없다.

멀티 스레드

📌 정의

• 하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 것이다.
• 윈도우, 리눅스 등 많은 웅영체제들이 멀티 프로세싱을 지원하고 있지만 멀티 스레딩을 기본으로 하고 있다.
• 웹 서버는 대표적인 멀티 스레드 응용 프로그램이다.

👍 장점

• 시스템 자원 소모 감소 (자원의 효율성 증대)
  • 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
• 시스템 처리량 증가 (처리 비용 감소)
  • 스레드 간 데이터를 주고 받는 것이 간단해지고 시스템 자원 소모가 줄어들게 된다.
  • 스레드 사이의 작업량이 작아 문맥교환이 빠르다
• 간단한 통신 벙법으로 인한 프로그램 응답 시간 단축
  • 스레드는 프로세스 내의 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 통신의 부담이 적다.

👎 단점

• 주의 깊은 설계가 필요하다.
• 디버깅이 까다롭다.
• 단일 프로세스 시스템의 경우 효과를 기대하기 어렵다.
• 다른 프로세스에서 스레드를 제어할 수 없다. 즉, 프로세스 밖에서 스레드 각각을 제어할 수 없다.
• 멀티 스레드의 경우 자원 공유의 문제가 발생한다. 동기화
• 하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스가 영향을 받는다.

멀티 프로세스 대신 멀티 스레드를 사용하는 이유?

• 프로그램을 여러 개 키는 것보다 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결하는 것이다.

멀티 프로세스로 할 수 있는 작업들을 하나의 프로세스에서 여러 스레드로 나눠가면서 하는 이유?

1. 자원의 효율성 증대
   • 멀티 프로세스로 실행되는 작업을 멀티 스레드로 실행할 경우, 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
2. 처리 비용 감소 및 응답 시간 단축
   • 또한 프로세스 간의 통신(IPC)보다 스레드 간의 통신의 비용이 적으므로 작업들 간의 통신의 부담이 줄어든다.
     • 스레드는 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문
   • 프로세스 간의 전환 속도보다 스레드 간의 전환 속도가 빠르다.
     • 문맥 교환시 스레드는 Stack 영역만 처리하기 때문

⚠ 주의점

• 동기화 문제
• 스레드 간의 자원 공유는 전역 변수를 이용하므로 함께 사용할 때 충돌이 발생할 수 있다.