여러 프로세스가 병렬적으로 하나의 프로그램을 작업을 수행하는 것을 멀티프로세스라고 한다. 하나의 응용 프로그램에서 여러 스레드를 구성하는 것을 멀티스레드라고 한다. 멀티프로세스와 멀티스레드 모두 컴퓨터의 자원을 효율적으로 활용하기 위한 것이지만, 그에 따라 발생할 수 있는 단점도 있다.
멀티프로세스
하나의 프로그램을 여러개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 병렬적으로 작업을 수행하는 것을 멀티 프로세스라고 한다.
- 장점: 안정성. 하나의 프로세스가 잘못 되더라도 프로그램이 동작한다.
- 단점: 각각 독립된 메모리 영역을 갖고 있어, 작업량 많을 수록 오버헤드 발생. Context Switching으로 인한 성능 저하
컨텍스트 스위칭(context switching)
프로세스의 상태 정보를 저장하고 복원하는 일련의 과정. 즉, 동작 중인 프로세스가 대기하면서 해당 프로세스의 상태를 보관하고, 대기하고 있던 다음 순번의 프로세스가 동작하면서 이전에 보관했던 프로세스 상태를 복구하는 과정을 말한다. 실행되는 프로세스의 변경 과정에서 여러 데이터를 저장하고 불러오는 작업이 시스템에 부담을 줄 수 있다. 또, 컨텍스트 스위칭 과정에서 스위칭을 위한 처리에 들어가는 간접적인 처리 시간과 메모리도 소요되는데 이를 컨텍스트 스위칭 오버헤드(overhead)라고 한다. 너무 잦은 컨텍스트 스위칭은 오버헤드를 증가시켜서 효율을 떨어뜨린다.
PCB(Process Control Block)
컨텍스트 스위칭 과정에서 프로세스 단위의 정보를 저장해주는 운영체제의 자료구조를 PCB라고 한다
멀티 스레드
하나의 응용 프로그램에서 여러 스레드를 구성해 각 스레드가 하나의 작업을 처리하는 것. 스레드들이 공유 메모리를 통해 다수의 작업을 동시에 처리하도록 해줌
- 장점 : 시스템 자원 소모 감소, 실행 속도 향상. 전역 변수와 정적 변수에 대한 자료 공유 가능.
- 단점 : 안전성 문제. 하나의 스레드가 데이터 공간 망가뜨리면, 모든 스레드가 작동 불능 상태
기아 상태
기아 상태란, 프로세스에 부여된 우선순위가 낮아 작업을 수행하지 못하고 무한히 기다리는 상태를 말한다. 프로세스의 우선순위에 따라 자원을 할당할 경우, 우선순위가 낮은 프로세스들은 기아 상태에 빠질 수 있다. 기아 상태를 해결하기 위한 방안으로는 에이징(aging)이 있다. 에이징이란, 어떤 자원을 오래 대기할수록 해당 프로세스의 우선순위를 높여주는 방법이다.