# 프로세스와 스레드 기본

# 프로세스

프로세스는 운영체제에 의해 연속적으로 실행되고 있는 프로그램을 뜻합니다. 우리(유저)가 프로그램을 실행했다면 프로세스는 메모리 위에 올라가 있게 되며 운영체제에 의해 CPU, 메모리 자원을 할당받게 됩니다.
프로세스는 독립된 메모리 영역으로 Code, Data, Stack, Heap을 할당받습니다.
- Code는 개발자가 작성한 코드라고 보시면 됩니다.
- Data는 전역변수, 정적변수, 배열, 구조체 등 프로그램이 실행되면서 생기는 정적인 데이터들이 저장됩니다.
- Stack은 함수 호출과 관련된 정보(실행정보, 지역변수, 파라미터 등)이 저장됩니다. 일반적으로 컴파일 타임에 Stack의 크기가 결정됩니다.
  
  TIP
  
  Stack Overflow는 프로세스에 할당된 Stack 메모리가 초과했을 때 생기는 문제입니다. 함수에 너무 큰 지역변수를 선언하거나 재귀적으로 무한정으로 함수를 호출하게 될 때 발생합니다.
- Heap은 런타임에 동적으로 메모리를 처리해야 하는 상황에서 사용되는 공간입니다.
  - Array를 사용하거나 외부 파일을 읽을 때 등을 예로 들 수 있습니다.
  - 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제될 수 있습니다.

스레드는 특정한 시점에 프로그램의 작업을 수행하는 역할을 합니다. 일반적으로 프로세스 안에서 실제 코드를 실행하는 단위라고 보시면 됩니다.
- 스레드는 CPU 이용의 기본 단위입니다. 한 개의 스레드 작업은 1개의 CPU 코어에 할당되게 됩니다.
- 스레드가 실행되기 위해선 자원(함수 실행 정보, 지역 변수 등)을 저장할 메모리가 필요하며, 이는 프로세스가 할당받은 메모리를 사용합니다.
스레드는 프로세스 내에 존재하기에 프로세스의 자원을 공유하게 됩니다. 각자의 스레드는 Stack을 별도로 가지고 있게 되며 나머지 자원(Code, Data, Heap)을 공유합니다.
- 만약 여러 스레드가 실행된다면 프로세스의 자원을 공유하기에 빠르게 자원을 가져다 쓸 수 있습니다. 반면 프로세스가 다른 프로세스의 자원을 사용하기 위해서는 IPC(Inter-Process Communication)라는 방식을 사용해야 합니다.
우리가 개발한 프로그램을 실행하면 일반적으로 1개의 프로세스와 1개의 메인 스레드를 가지게 됩니다. 그러나 프로그램이 해야 할 태스크들이 많아지면 자연스럽게 여러 개의 스레드를 동시에 실행할 수 있으며, 혹은 여러 개의 프로세스를 동시에 운영할 수도 있습니다.

TIP

프로세스와 스레드의 차이와 장단점을 비교하는 글이 많습니다. 이는 멀티 프로세스, 멀티 스레드를 선택해야 하는 기준에서 나온 장단점일 뿐, 실제로 프로세스와 스레드를 분리해서 비교하는 건 옳지 않습니다.

운영체제의 스케줄링 기법
- 하나의 머신에서 수많은 프로세스들을 효율적으로 관리하기 위해 다양한 스케줄링 기법들이 존재합니다.
스레드의 구분 (유저 스레드와 커널 스레드)
- 실제로 스레드는 유저 스레드와 커널 스레드로 나뉩니다. 이때 유저 스레드는 운영체제의 자원을 요구하기 위해 커널 스레드와 매핑이 되어있습니다.
다중 스레드 모델
- 다중 스레드의 경우 유저 스레드와 커널 스레드가 연결된 방식이 다양합니다.