스레드와 멀티 태스킹(2)

안녕하세요~ 이번 시간에는 스레드 상태와 운용, 스레드 컨텍스트, 스레드 컨텍스트 스위칭에 대해 알아보는 시간을 가져보겠습니다! 그럼 시작하겠습니다~

스레드 생성
- 프로세스 생성시 main 스레드 자동 생성
- 한 스레드는 다른 작업 스레드 생성 가능
  - 부모-자식 관계를 가지나 약한 관계를 지님
  - 부모 스레드는 자식 스레드를 id로 제어 가능
스레드 종료
- 프로세스 종료시 그에 속한 모든 스레드 종료
  - 임의의 스레드에서 exit() 호출시
  - 부모 스레드가 종료되더라도 자식 스레드가 종료되지는 않음
- pthread_exit() 호출시 해당 스레드만 종료됨
- 한 스레드가 다른 스레드를 강제 종료하는 방법은 일반적으로 제공하지 않음
  - 약속된 신호 전달하고, 신호를 수신한 스레드는 스스로 종료
  - 공유 변수를 통한 확인으로 지연 종료
스레드 조인(join)
- 한 스레드가 다른 스레드의 종료를 대기
  - 보통은 부모가 자식이 작업을 끝마치기를 기다릴 때 사용

스레드 양보(yield)
- 실행 중인 스레드가 스스로 CPU를 다른 스레드에게 양보하기 위해 실행을 중단하는 행위
- 양보한 스레드는 ready 상태가 됨

스레드를 실행 단위로 다루기 위해 스레드에 관한 정보를 담은 구조체
- 스레드 엔터티(thread entity), 스케줄링 엔터티(scheduling entity)라고도 불림
- 커널 영역에 생성되고, 커널에 의해 관리됨
  - 스레드가 생성될 때 생성
  - 스레드가 소멸되면 제거
TCB의 구성 요소

※ 스레드 테이블은 존재하지 않음. 각각의 스레드를 포함하고 있는 PCB에 의해서 유지 및 관리됨.

현재 실행 중인 스레드를 중단시키고, CPU를 다른 스레드에게 할당하는 과정
- 현재 CPU에 존재하는 스레드 컨텍스트를 TCB에 저장하고, 새로 실행될 스레드 컨텍스트를 CPU에 적재
- 스레드 스위칭이라고 함
  - 커널이 CPU 자원을 한 스레드에서 다른 것으로 옮기는 작업

시스템 호출 처리 과정 중에
- 스레드가 자발적으로 다른 스레드에게 양보
  - sleep(), yield(), wait() 등에 의해
- 블록되는 경우
  - read(), write()등에 의해
인터럽트 발생으로 ISR 실행 중에
- 스레드의 시간 할당량이 만료된 경우
  - 타이머 인터럽트에 의해
- I/O 장치로부터 인터럽트가 발생한 경우
  - 현재 스레드보다 우선순위가 더 높은 스레드의 I/O 작업이 완료된 경우

컨텍스트 스위칭은 기본적으로 CPU의 일
- CPU 시간 소모
- 전환 시간이 길거나 잦은 경우 처리율 저하
- 컨텍스트 스위칭 시간 최소화 필요
  - 멀티 코어 CPU에서는 한 프로세스를 한 코어에 배치하거나 CPU에 스레드 별로 레지스터 셋을 두기도 함

지금까지 스레드 상태와 운용, 스레드 컨텍스트, 스레드 컨텍스트 스위칭에 대해 설명하였습니다.

아마도 많이 어려워 하실 것이라고 생각하는데요. 최대한 여러분이 이해하기 쉽게 설명하도록 노력하겠습니다~!

다음 시간에는 커널 레벨 스레드, 사용자 레벨 스레드, 멀티 스레드의 구현에 대해 알아보는 시간을 가질 예정입니다!

다들 고생 많으셨습니다~ 좋은 하루 되세여!!

Passionate Engineer