프로세스가 프로그램의 주체라면 스레드는 프로세스의 실제 실행 단위이다. 프로세스는 여러개의 스레드를 담고 있으며 커널은 프로세스가 담고 있는 스레드를 관리해서 프로세스의 동작을 조정한다.
위에 그린 그림은 스레드가 프로세스의 자원을 공유하는 것을 표현했다. 코드 영역을 동시에 접근하는 것은 문제가 되지 않지만 쓰기 가능한 데이터 영역에 동시에 접근할 경우에는 데이터 무결성 장애를 일으킬 수 있다. 스택은 스레드 고유의 자원이며, 일반적인 경우에는 다른스레드의 간섭을 받지 않는다. 따라서 동기화 걱정 없이 마음대로 이용할 수 있다.
스레드 경합은 자료구조나 데이터에 복수의 스레드가 접근하면 문제가 발생할 수 있는 것을 나타낸다. 이런 상태를 경쟁 상태, 경합 상태라고 하는데, 의외로 쉽게 일어난다. 아래 예시 코드처럼 짜면 거의 반반의 확률로 발생한다.
단위 연산이 아닌 작업이 들어있기 때문에 실제로 출력되는 것은 1,1 혹은 1,2가 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 동기화를 적용해야 한다. 그리고 그 동기화를 적용하기 위해서 동기화 객체를 사용하여 구현을 하는데 그것들은 다음과 같다.
- 크리티컬 섹션
- 뮤텍스
- 세마포어
- 스핀 락
이것들에 대한 건 운영체제 책에서 더 자세히 볼 수 있으니 자세한 복습은 운영체제 내용을 참조한다.
TCB(Thread Control Block)은 프로세스에 PCB가 존재하듯, 스레드에도 스레드 정보를 관리하기 위한 블록이 존재한다. TCB는 커널에서 스레드를 관리하기 위해 필요로 하는 정보를 담고 있는 구조체이고, 그 구조는 아래 그림과 같다.
그리고 다음과 같은 정보들을 가지고 있다.
- 스레드 식별자: 고유 아이디는 스레드마다 새롭게 만듬.
- 스택 포인터: 스레드의 스택을 가리키는 포인터
- 프로그램 카운터: 스레드가 현재 실행 중인 명령어 주소
- 스레드 상태: 실행, 준비, 대기, 시작, 완료
- 레지스터 값들
- 스레드를 담고 있는 프로세스의 PCB의 포인터
스레드에 대해서는 이정도만 정리해도 충분할 것이다. 간단한 거라서 밤 늦게 정리를 해보고 자려고 한다. ㅇㅅㅇ
