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운영 체제의 스레드

스레드는 프로세스 내의 단일 시퀀스 스트림입니다. 스레드는 프로세스의 일부 속성을 보유하므로 경량 프로세스라고도 합니다. 각 스레드는 정확히 하나의 프로세스에 속합니다. 멀티스레딩을 지원하는 운영 체제에서 프로세스는 많은 스레드로 구성될 수 있습니다. 그러나 스레드는 CPU가 1보다 많은 경우에만 효과적일 수 있습니다. 그렇지 않으면 두 스레드가 해당 단일 CPU에 대해 컨텍스트 전환을 해야 합니다.

운영 체제의 스레드란 무엇입니까?

프로세스에서 스레드는 실행되는 단일 순차적 활동을 나타냅니다. 이러한 활동을 실행 스레드 또는 스레드 제어라고도 합니다. 이제 모든 운영 체제 프로세스가 스레드를 실행할 수 있습니다. 프로세스가 여러 스레드를 가질 수 있다고 말할 수 있습니다.



스레드가 필요한 이유는 무엇입니까?

  • 스레드는 병렬로 실행되어 애플리케이션 성능을 향상시킵니다. 이러한 각 스레드에는 자체 CPU 상태와 스택이 있지만 프로세스와 환경의 주소 공간을 공유합니다.
  • 스레드는 공통 데이터를 공유할 수 있으므로 스레드를 사용할 필요가 없습니다. 프로세스 간 통신 . 프로세스와 마찬가지로 스레드에도 준비, 실행 중, 차단 등과 같은 상태가 있습니다.
  • 프로세스와 마찬가지로 스레드에 우선순위를 할당할 수 있으며 우선순위가 가장 높은 스레드가 먼저 예약됩니다.
  • 각 스레드에는 고유한 스레드가 있습니다. 스레드 제어 블록(TCB) . 프로세스와 마찬가지로 스레드에 대한 컨텍스트 전환이 발생하고 레지스터 내용은 (TCB)에 저장됩니다. 스레드는 동일한 주소 공간과 리소스를 공유하므로 스레드의 다양한 활동에도 동기화가 필요합니다.

스레드의 구성 요소

이는 운영 체제의 기본 구성 요소입니다.

  • 스택 공간
  • 레지스터 세트
  • 프로그램 카운터

운영 체제의 스레드 유형

스레드에는 두 가지 유형이 있습니다. 자세한 내용은 아래에 설명되어 있습니다.

  • 사용자 수준 스레드
  • 커널 수준 스레드

스레드



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스레드

1. 사용자 레벨 스레드

사용자 수준 스레드는 시스템 호출을 사용하여 생성되지 않는 스레드 유형입니다. 커널은 사용자 수준 스레드 관리 작업을 수행하지 않습니다. 사용자 수준 스레드는 사용자가 쉽게 구현할 수 있습니다. 사용자 수준 스레드가 단독 프로세스인 경우 커널 수준 스레드가 이를 관리합니다. 사용자 수준 스레드의 장점과 단점을 살펴보겠습니다.

사용자 수준 스레드의 장점



  • 사용자 수준 스레드의 구현은 커널 수준 스레드보다 쉽습니다.
  • 컨텍스트 전환 사용자 수준 스레드에서는 시간이 더 짧습니다.
  • 사용자 수준 스레드는 커널 수준 스레드보다 효율적입니다.
  • Program Counter, Register Set, Stack Space만 존재하므로 단순하게 표현됩니다.

사용자 수준 스레드의 단점

  • 스레드와 커널 사이에 조정이 부족합니다.
  • 페이지 폴트가 발생할 경우 전체 프로세스가 차단될 수 있습니다.

2. 커널 레벨 스레드

커널 레벨 스레드 운영체제를 쉽게 인식할 수 있는 스레드의 일종이다. 커널 수준 스레드에는 시스템을 추적하는 자체 스레드 테이블이 있습니다. 운영 체제 커널은 스레드 관리에 도움이 됩니다. 커널 스레드는 컨텍스트 전환 시간이 더 깁니다. 커널은 스레드 관리에 도움이 됩니다.

커널 수준 스레드의 장점

테스트 유형
  • 모든 스레드에 대한 최신 정보가 있습니다.
  • 빈도를 차단하는 애플리케이션은 커널 수준 스레드에 의해 처리됩니다.
  • 프로세스를 처리하는 데 더 많은 시간이 필요할 때마다 커널 수준 스레드는 더 많은 시간을 제공합니다.

커널 수준 스레드의 단점

  • 커널 수준 스레드는 사용자 수준 스레드보다 느립니다.
  • 이러한 유형의 스레드 구현은 사용자 수준 스레드보다 약간 더 복잡합니다.

자세한 내용은 다음을 참조하세요. 사용자 수준 스레드와 커널 수준 스레드의 차이점 .

프로세스와 스레드의 차이점

주요 차이점은 동일한 프로세스 내의 스레드는 공유 메모리 공간에서 실행되는 반면 프로세스는 별도의 메모리 공간에서 실행된다는 점입니다. 스레드는 프로세스처럼 서로 독립적이지 않으며 결과적으로 스레드는 코드 섹션, 데이터 섹션 및 OS 리소스(예: 열린 파일 및 신호)를 다른 스레드와 공유합니다. 그러나 프로세스와 마찬가지로 스레드도 자신만의 고유한 속성을 갖습니다. 프로그램 카운터(PC) , 레지스터 세트 및 스택 공간.

자세한 내용은 다음을 참조하세요. 프로세스와 스레드의 차이점 .

멀티스레딩이란 무엇입니까?

스레드는 경량 프로세스라고도 합니다. 아이디어는 프로세스를 여러 스레드로 나누어 병렬성을 달성하는 것입니다. 예를 들어, 브라우저 , 여러 탭이 서로 다른 스레드일 수 있습니다. MS Word는 여러 스레드를 사용합니다. 하나의 스레드는 텍스트 형식을 지정하고 다른 스레드는 입력을 처리하는 등의 작업을 수행합니다. 멀티스레딩의 더 많은 장점은 아래에서 설명합니다.

멀티스레딩은 컴퓨터 시스템의 성능과 응답성을 향상시키기 위해 운영 체제에서 사용되는 기술입니다. 멀티스레딩을 사용하면 여러 스레드(즉, 경량 프로세스)가 CPU와 같은 단일 프로세스의 동일한 리소스를 공유할 수 있습니다. 메모리 , 그리고 입출력 장치 .

단일 스레드와 다중 스레드 프로세스

단일 스레드와 다중 스레드 프로세스

자바 케이스 진술

운영 체제에서 스레드의 장점

  • 민감도 : 프로세스가 여러 스레드로 분할된 경우 하나의 스레드가 실행을 완료하면 해당 출력이 즉시 반환될 수 있습니다.
  • 더 빠른 컨텍스트 전환 : 스레드 간 컨텍스트 전환 시간은 프로세스 컨텍스트 전환에 비해 낮습니다. 프로세스 컨텍스트 전환에는 CPU에서 더 많은 오버헤드가 필요합니다.
  • 멀티프로세서 시스템의 효과적인 활용 : 단일 프로세스에 여러 스레드가 있는 경우 여러 프로세서에서 여러 스레드를 예약할 수 있습니다. 이렇게 하면 프로세스 실행이 더 빨라집니다.
  • 자원 공유 : 코드, 데이터, 파일과 같은 리소스는 프로세스 내의 모든 스레드에서 공유될 수 있습니다. 참고: 스택과 레지스터는 스레드 간에 공유될 수 없습니다. 각 스레드에는 자체 스택과 레지스터가 있습니다.
  • 의사소통 : 스레드가 공통 주소 공간을 공유하므로 여러 스레드 간의 통신이 더 쉽습니다. 그 과정에서 우리는 두 프로세스 간의 통신을 위해 몇 가지 특정 통신 기술을 따라야 합니다.
  • 시스템 처리량 향상 : 프로세스가 여러 스레드로 분할되고 각 스레드 기능이 하나의 작업으로 간주되면 단위 시간당 완료되는 작업 수가 늘어나 시스템의 처리량이 증가합니다.

운영 체제의 스레드에 대해 자주 묻는 질문 – FAQ

운영 체제의 스레드 상태란 무엇입니까?

스레드에는 네 가지 상태가 있습니다.

  • 새로운
  • 실행 가능
  • 막힌
  • 종료됨

스레드가 프로세스보다 나은 이유는 무엇입니까?

스레드에는 더 적은 리소스가 필요한 반면 프로세스에는 더 많은 리소스가 필요합니다. 이것이 바로 스레드가 프로세스보다 나은 이유입니다.

멀티스레딩이 더 빠른 이유는 무엇입니까?

멀티스레딩을 사용할 때 컴퓨터 시스템의 프로세서는 한 번에 하나의 명령만 수행하는 반면, 여러 응용 프로그램의 다양한 스레드는 매우 빠르게 수행되어 마치 프로그램이 동시에 실행되는 것처럼 보입니다.