쓰레드란 무엇인가?
쓰레드는 예를 들어 여러 가지 작업을 동시에 수행하기 위해 프로세스를 나누는 단위예요. 이 개념은 제가 처음 배울 때 굉장히 흥미로웠답니다. 그리고 이 글에서는 조작할 수 있는 두 가지 종류인 User-Level Thread와 Kernel-Level Thread를 살펴보려고 해요.
- User-Level Thread
User-Level Thread는 애플리케이션이 쓰레드를 생성하고 관리하는 방식이에요. 이 방식의 장점은 커널 권한을 필요로 하지 않기 때문에 context switching이 빠르다는 점이에요. 커널은 쓰레드의 존재를 알지 못하기 때문에, 스케줄링 알고리즘을 애플리케이션이 자유롭게 구성할 수 있지요.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| Context switching이 빨라요. | 시스템콜 호출 시 모든 쓰레드 블록화됨. |
| 독립적으로 작동 가능해요. | 한 프로세스에 하나의 프로세서만 할당돼요. |
하지만 특정 쓰레드가 시스템콜을 호출하면, 모든 쓰레드가 멈추게 되서 실제로 이를 활용하기 어려움이 있어요. 과연 이러한 단점이 연속적으로 발생할 수 있지는 않을까요?
2. Kernel-Level Thread
Kernel-Level Thread는 커널이 쓰레드를 생성하고 관리하는 모델이에요. 이 장점은 한 쓰레드가 시스템콜에서 block될지라도 다른 쓰레드가 실행될 수 있다는 점이에요. 즉, concurrency와 parallel processing이 가능해요.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 여러 쓰레드가 동시에 실행 가능해요. | Context switching 오버헤드가 커요. |
| 효율적이에요. | 생성이 느림, 유저레벨 쓰레드의 10배에요. |
그러나 이러한 단점 때문에 성능에 영향을 미칠 수 있겠지요? 이 부분은 향후 연구가 필요해 보여요.
멀티코어 시스템에서의 쓰레드 활용
제가 직접 확인해본 결과로는 멀티코어 시스템에서는 여러 쓰레드를 동시에 처리하는 것이 대단히 유리해요. 멀티쓰레드 애플리케이션을 사용하면 CPU 자원을 더욱 효율적으로 활용할 수 있기 때문이에요.
1. 멀티코어 애플리케이션의 개발
여러분은 IBM의 Domino나 Oracle의 CRM과 같은 멀티쓰레드 네이티브 애플리케이션을 보신 적이 있나요? 이러한 애플리케이션들은 소수의 프로세스를 여러 가지 쓰레드로 나누어 효율성을 극대화해요.
- Multithreaded native application
- IBM(Lotus) Domino
- Oracle(Siebel) CRM
이런 시스템에서 멀티 쓰레드를 사용하는 이유는 CPU Utilization과 자원 활용 효율을 높이기 위해서예요.
2. 멀티 프로세스 애플리케이션
반면 싱글 쓰레드 프로세스를 여러 개 구성한 경우, 예를 들어 Oracle DB처럼 시스템 자원을 분산시키는 방법도 있어요. 이렇게 하면 작업이 끝날 시간이 단축되고, 일반적인 프로세스칠 수 있으며, 자원 낭비를 줄일 수 있지요.
다만, 이런 멀티 프로세스 구조는 자원 소모가 크기 때문에 관리에 어렵을 수 있어요. 여러분은 이런 상황에서 어떤 선택을 하시겠어요?
쓰레드의 장점과 단점
제가 직접 확인해본 결과로써, 멀티 쓰레드의 장점은 명확해요. 새로 생성된 쓰레드는 필요한 자원을 공유하므로 훨씬 빠르게 생성되고, 종료도 빨라요. 힘든 상황에서도 자원을 잘 활용할 수 있는 게 매력적이랍니다.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 자원 생성이 빠르다. | 멀티쓰레딩이 복잡할 수 있음. |
| 빠른 응답 성능과 통신 속도. | 디버깅이 어렵고 동기화 이슈가 발생할 수 있어요. |
특히 멀티코어 시스템에서 여러 프로세서가 동시에 여러 쓰레드를 처리할 수 있는 능력은 생산성을 크게 높일 수 있어요. 이는 장기적으로 운영 비용을 줄이는 데에도 도움을 줄 것이라고 생각해요.
다만, 과연 이 모든 장점을 잘 이끌어내기 위한 최적의 방법이 무엇일까요?
자주 묻는 질문 (FAQ)
쓰레드와 프로세스의 차이는 무엇인가요?
프로세스는 실행 중인 프로그램의 인스턴스이며, 쓰레드는 프로세스 내부에서 실행되는 작업 단위에요.
유저 레벨 쓰레드와 커널 레벨 쓰레드의 장단점은 무엇인가요?
유저 레벨 쓰레드는 빠르지만 시스템콜 호출 시 모든 쓰레드가 멈춰요. 커널 레벨 쓰레드는 블록이 아니지만 성능이 떨어질 수 있어요.
멀티코어 시스템에서 멀티쓰레드를 사용해야 하는 이유는 무엇인가요?
멀티코어 시스템에서 쓰레드를 활용하면 자원을 효과적으로 공유하고 더 많은 작업을 동시에 수행할 수 있어요.
쓰레드 간의 통신은 어떻게 이루어지나요?
쓰레드는 공유 메모리를 통해 빠른 통신을 해요. 이로 인해 프로세스 간 통신보다 훨씬 빠르답니다.
여러분은 쓰레드를 활용하여 멀티코어의 성능을 극대화할 수 있는 다양한 방법을 모색하는 게 좋을 것 같아요. 만약 적절한 방법을 찾는다면, 더 나아가 시스템 성능을 극대화하는 데 큰 도움이 될 수 있을 것입니다.
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