스레드

개요

프로세스의 실행 단위이며, PCB로 작동하는 프로세스와는 달리 TCB로 작동한다. TCB에는 프로그램 카운터, 레지스터 정보, 스택, 스케줄링 정보등이 포함되어 있다.

lightweight process라고 불리기도 한다. 스레드(thread)는 어떠한 프로그램 내에서, 특히 프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위를 말한다. 일반적으로 한 프로그램은 하나의 스레드를 가지고 있지만, 프로그램 환경에 따라 둘 이상의 스레드를 동시에 실행할 수 있다. 이러한 실행 방식을 멀티스레드(multithread)라고 한다. 이러한 멀티 스레드에서 중요한 것은 어떤 스레드가 먼저 실행되고 종료될지를 모른다는 사실이다. 이러한 점에 주의하여 스레드내의 동기화 문제를 잘 해결해야 좋은 멀티스레드 프로그램을 작성할 수 있다.

스레드는 TCB말고 공유하는 정보도 있는데, 메모리, 코드 섹션 그리고 OS의 리소스를 공유한다. 따라서 프로세스보다는 각각의 스레드에 대해서 낮은 protection level을 제공하지만, context swichting에 있어서 적은 overhead을 가진다.

Kernel Thread

커널도 스레드를 사용하는데, 커널에서 동시에 작동시킬 수 있는 부분이 있다면, 커널도 스레드를 사용하여 여러 커널의 일들을 동시에 실행시킨다. 이러한 커널 스레드는 어떠한 user 스레드나 프로세스와도 상호작용하지 않는다. 커널 스레드는 운영체제가 지원하는 스레드 기능으로 구현되며, 커널이 스레드의 생성 및 스케줄링 등을 관리한다. 스레드가 시스템 호출 등으로 중단되더라도, 커널은 프로세스 내의 다른 스레드를 중단시키지 않고 계속 실행시켜준다. 다중처리기 환경에서 커널은 여러 개의 스레드를 각각 다른 처리기에 할당할 수 있다. 다만, 사용자 스레드에 비해 생성 및 관리하는 것이 느리다.

User Thread

사용자 스레드는 커널 영역의 상위에서 지원되며 일반적으로 사용자 레벨의 라이브러리를 통해 구현되며, 라이브러리는 스레드의 생성 및 스케줄링 등에 관한 관리 기능을 제공한다. 동일한 메모리 영역에서 스레드가 생성 및 관리되므로 속도가 빠른 장점이 있는 반면, 여러 개의 사용자 스레드 중 하나의 스레드가 시스템 호출 등으로 중단되면 나머지 모든 스레드 역시 중단되는 단점이 있다. 이는 커널이 프로세스 내부의 스레드를 인식하지 못하며 해당 프로세스를 대기 상태로 전환시키기 때문이다.

Abstraction of CPU