31. 운영체제 [멀티 프로세싱, 멀티 스레드]

31. 운영체제 [멀티 프로세싱, 멀티 스레드]

출처 : 면접을 위한 CS전공지식 노트(책 / 강의)

 

멀티프로세싱

여러 개의 프로세서가 일을 수행하는 것이다

 

프로세스 같은 경우, 메모리를 다른 프로세스와 공유를 하지 않는다

• 하나 이상의 일을 병렬로 처리할 수 있다
• 프로세스의 메모리 일부에 문제가 생겨도, 다른 프로세스를 이용하여 처리할 수 있어 신뢰성이 높다

 

 

웹 브라우저의 멀티 프로세스

아래의 프로세스를 통해 웹 브라우저가 작동이 된다

• 브라우저 프로세스
  • 주소 표시줄, 북마크, 방향 버튼, 네트워크 요청이나 파일 접근 같은 권한 담당
• 렌더러 프로세스
  • 웹 사이트의 보이는 모든 것을 제어한다
• 플러그인 프로세스
  • 웹 사이트의 필요한 플러그인을 제어한다
• GPU 프로세스
  • GPU를 이용해 화면에 그리는 부분을 제어한다

 

 

IPC (Inter Process Communication)

프로세서끼리 정보를 공유 및 관리하는 메커니즘이다

공유 메모리, 파일, 소켓, 익명 파이프, 명명 파이프, 메세지 큐가 있다

공유 메모리

공유 메모리를 이용해서 데이터를 주고 받는 것이다

• 메모리 자체를 공유하는 것이기 때문에, 불필요한 데이터 복사의 오버헤드가 발생하지 않는다
• 장점 : 커널 의존성이 적어 속도가 빠르고, 통신이 자유롭다
• 단점 : 자원과 데이터를 공유하는 것이라서 유요한 데이터를 잘 전달하기 위해서 동기화가 필요하다
• 하드웨어 관점에서 공유 메모리는 CPU 입장에서 RAM이 된다

 

파일

• 디스크에 저장된 데이터 또는 파일 서버에서 제공한 데이터를 통해 데이터를 공유한다

 

소켓

• 네트워크 상에서 프로세스 간에 통신하는 방식이다
• Local 그리고 Remote 통신이 가능하다
• TCP와 UDP가 있다

 

익명 파이프

• 프로세스 간에 FIFO (FIrst In First Out) 방식으로 읽히는 임시 공간인 파이프를 기반으로 데이터를 주고 받는다
• 단방향 방식의 읽기 전용과 쓰기 전용 파이프를 만들어서 작동한다
• 부모, 자식 프로세스 간에만 사용할 수 있고, 다른 네트워크 상에서는 사용이 불가하다

명명된 파이프

• 파이프 서버와 하나 이상의 파이프 클라이언트 간의 통신을 위한 명명된 단방향 또는 이중 파이프
• 서버용 파이프와 클라이언트용 파이프로 구분해서 작동하며 하나의 인스턴스를 열거나 여러 개의 인스턴스를 기반으로 통신한다

메세지 큐

• 큐 데이터 구조 형태로 관리하는 것이다
• 고정 크기의 메세지를 연결 리스트를 통해 통신하는 방식
• 커널에서 전역적으로 관리되며 다른 IPC 방식에 비해서 사용 방법이 매우 직관적이고 간단하다
• 공유 메모리의 대안으로 많이 사용한다

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멀티 스레딩

프로세스 내 작업을 여러 개의 스레드로 처리하는 기법이다

• 스레드끼리 서로 자원을 공유를 할 수 있어 효율성이 높다
• 메모리 구조에서 스레드들끼리 코드, 데이터, 힙을 서로 공유를 한다
• 단 하나의 프로세스 안에 있는 스레드들끼리 공유가 가능하다

 

웹 브라우저의 멀티 스레딩

• 렌더러 프로세스
  • 메인 스레드 / 워커 스레드 / 컴포지터 스레드 / 레스터 스레드가 존재한다