[운영체제] Process와 thread의 차이 (program vs process vs thread)

📍Program

- 코드로 만들어진 집합체

- 예시) 크롬 어플리케이션을 하나의 프로그램이라 할 수 있음

 

 

📍Process

- 프로그램을 실행시키면 그게 process가 됨!! (실행중인 프로그램이기 때문에 job, task라고도 불림)

- OS로부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위 (process는 독립된 memory영역을 각자 할당받음)

 

시스템 자원을 할당받는다라... 
시스템 자원이 뭘까?
memory영역은?

우선 그림으로 process가 어떻게 생겼는지 보자.

 

process안에 code, data, stack, heap이 들어있다.

얘네가 바로 memory 영역..!

 

📍Memory 구조 

1. code

  코드 자체를 구성하는 메모리 영역

2. data

  데이터는 *전역변수, 정적변수(static), 배열, 구조체 등이 저장되는 영역

3. stack

   *지역변수, 매개변수, return값 등 잠시 사용되었다가 사라지는 데이터를 저장하는 영역

4. heap

   memory를 동적할당하고자 할 때 사용하는 영역. 동적데이터 영역

 

*지역변수 : 함수 내부에서 선언
*전역변수 : 함수 외부에서 선언

 

 

다시 정리해보면, program을 실행시키면 process가 생성되고, process는 그 안에 memory구조를 독립적으로 가지기 때문에 process가 생성될 때 OS는 해당 memory영역, 즉 시스템 자원을 할당해준다!

추가로 process는 독립된 memory영역을 각자 할당받기 때문에

→ process끼리는 서로의 변수나 자료구조에 대해 절대 접근할 수 X !! 만약 A process가 B process 자원에 접근하려고 하면, IPC(프로세스간 통신) (ex : socket, pipe 등) 을 이용해야함

 

📍Thread

- process내에서 실행되는 흐름의 단위

- 프로그램이 실행되면 process가 되고, 그 process안에 어떤 흐름이 실행되면 그게 thread!

 

바로 위에서 말했지만, thread는 process내에서 동작되는 것이기 때문에 memory영역을 독립적으로 할당받지 못한다!!

그렇기 때문에 왼쪽 그림처럼 code, data, heap영역은 공유하고 stack영역만 독립적으로 할당받을 수 있다.

⇒ 그렇기 때문에 thread끼리는 heap영역을 공유하기 때문에 같은 자원을 접근할 수 있음 but, stack영역은 접근 불가

 

 

 

 

 

근데 왜 stack만 독립적으로 가지는 걸까..??

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❓ 왜 stack만 독립적으로 가지는가

- LIFO라는 stack의 특성 때문.

- 만약 stack을 공유하게 된다면.. stack은 쌓이면 위에서부터 여러 process가 섞인채로 순서대로 나오게 되므로(?) 더 복잡해지기 때문에 thread 사이의 보호를 위해 stack을 구분

 (각 스레드는 각각의 실행 시퀀스/코드를 가질 수 있으므로 함수가 호출되고 반환될 때 각각의 *PC를 push / pop 해야 함)

*PC : Program counter

 

- stack는 함수 호출 시 전달되는 인자, 되돌아갈 주소 값 및 함수내에서 선언하는 변수 등을 저장하기 위해 사용되는 공간.

   따라서, stack 메모리 공간이 독립적이라는 것은 독립적인 함수 호출이 가능하다는 것을 의미하고, 이는 독립적인 실행 흐름이 추가될 수 있다는 의미이다.

 

📍Program Counter (PC)

- CPU 레지스터 종류 중 하나

- 다음에 실행할 명령어의 주소를 저장

- thread에 독립적으로 PC가 할당됨 → 여러 thread가 수행될 때 각 thread의 PC는 명령어의 어디까지 수행되었는지를 저장함!

 

 

이상 program, process, thread의 차이에 대해 알아보았다.
다음은 multiprocessing과 multithreading의 차이에 대해 알아보자!!
👇👇👇

[운영체제] Multiprocessing과 Multithreading의 차이‼️

 

 

전에 메모리 구조에 대해서도 자세하게 쓴 글이 있다.
메모리 구조에 대해 더 알고 싶은 분들을 확인해보세요..! 👇👇👇

[운영체제] 메모리 구조