[운영체제] 프로세스 (2) | 동기/비동기식 입출력, Thread

동기식 입출력과 비동기식 입출력

• 동기식 입출력(synchronous I/O)
  • I/O 요청 후 입출력 작업이 완료된 후에야 제어가 사용자 프로그램에 넘어감
  • 구현 방법 1
    • I/O가 끝날 때까지 CPU를 낭비시킴
    • 매시점 하나의 I/O만 일어날 수 있음
  • 구현 방법 2 (일반적인 방법)
    • I/O가 완료될 때까지 해당 프로그램에게서 CPU를 빼앗음
    • I/O 처리를 기다리는 줄에 그 프로그램을 줄 세움
    • 다른 프로그램에게 CPU를 줌
• 비동기식 입출력 (asynchronous I/O)
  • I/O가 시작된 후 입출력 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어감

⇒ 두 경우 모두 I/O의 완료는 인터럽트로 알려줌

Thread

A thread(or lightweight process) is a basic unit of CPU utilization

• 프로세스 하나에 여러개 두고 있는 CPU 수행 단위
• Thread의 구성 (thread 간 별도로 가지고 있는 부분)
  • Program counter: 코드의 어느 부분을 실행하고 있는가를 가리키는 레지스터
  • Register set
  • Stack space
• Thread가 동료 thread와 공유하는 부분(=task)
  • code section
  • data section
  • OS resources
• 전통적인 개념의 heavyweight process는 하나의 thread를 가지고 있는 task로 볼 수 있다
• 다중 스레드로 구성된 태스크 구조에서는 하나의 서버 스레드가 blocked(waiting) 상태인 동안에도 동일한 task 내의 다른 스레드가 실행(running)되어 빠른 처리를 할 수 있다.
• → 빠른 응답성 제공
• 자원 절약 가능
  • 하나의 프로세스 안에서 스레드끼리 binary code, data, resource of the process를 공유
  • if 같은 일을 하는 Process를 여러개 띄워놓는다면 각각의 메모리에 올라가야하기 때문에 메모리 낭비 발생
• 동일한 일을 수행하는 다중 스레드가 협력하여 높은 처리율(throughput)과 성능 향상을 얻을 수 있다.
• 스레드를 사용하면 병렬성을 높일 수 있다.