January 15, 2024
강의 메모 - 싱글스레드 & 멀티스레드 # 개요 # 프로세스는 오직 한개의 스레드로만 구성하는 싱글 스레드 프로세스와 하나 이상의 스레드로 구성하는 멀티 스레드 프로세스로 구분할 수 있다 작업 처리에 있어서 단일스레드와 멀티 스레드의 선택 기준은 어떤 방식이 자원을 더 효율적으로 사용하고 성능처리에 유리한가 하는 점이다 현대 CPU 는 대부분 멀티코어를 지원하기 때문에 병렬적 성능 및 동시적 자원 사용 관점에서는 싱글 스레드보다 멀티스레드 기반 프로그래밍이 유리한 점이 많다 싱글 스레드 혹은 아주 적은 스레드를 활용한 비동기 논블럭킹 프로그래밍은 많은 수의 멀티 스레드 기반 프로그래밍 보다 더 좋은 성능과 응답성을 보여줄 수 있다 단일스레드 # 장점 # 문맥교환이 없다 동기화 이슈가 없다 자원 비용이 적다 프로그래밍 난이도가 낮다 단점 # CPU 멀티코어 활용 못함 순차적 실행으로 응답성 및 전체 처리량이 낮다 I/O 처리 시 CPU 가 낭비된다 스레드에 오류가 발생하면 프로그램이 종료된다 멀티스레드 # 장점 # 동시성으로 사용자의 응답성 향상 CPU 멀티코어의 병렬성으로 성능 향상 CPU 낭비 없는 자원의 효율적인 사용 한 스레드 오류는 다른 스레드에 영향이 없다 단점 # 빈번한 문맥교환으로 성능이 저하 된다 스레드 간 동기화 이슈가 발생한다 스레드 생성 비용이 작지 않다 프로그래밍 난이도가 높다 멀티스레딩과 동시성 # CPU 의 동시적 작업 처리는 CPU 코어 개수보다 스레드의 개수가 많을 때 즉 , 멀티스레딩 환경에서 자원을 효율적으로 배분하고 사용하기 위해 설계된 방식이다 같은 프로그램 안에서 실행되는 여러 스레드가 읽기 및 쓰기 작업을 같은 메모리 영역에서 동시에 실행할 경우 동시성 문제가 대두된다 동시성 문제라 함은 하나의 스레드가 어떤 메모리 영역의 데이터를 쓰고 있는데 또 다른 스레드가 같은 메모리 영역의 데이터를 읽거나 쓸 경우 발생할 수 있는 문제이다 동시성 문제는 싱글스레드에서는 절대 발생하지 않으며 멀티 스레드를 운용하는 어플리케이션에서 나타나는 현상이다 a는 여러 쓰레드가 접근 가능하다.
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January 15, 2024
강의 메모 - 동기화와 CPU 관계 # 동기화 (synchronization)란
프로세스 혹은 스레드 간 공유 영역에 대한 동시접근으로 인해 발생하는 데이터 불일치(data inconsistency) 를 막고 데이터 일관성을 유지하기 위해 순차적으로 공유 영역을 수행하도록 보장하는 메카니즘이라 할 수 있다 CPU 연산 처리 이해
모든 기계어 명령(machine instruction) 은 원자성(atimicity) 을 갖는데 이는 하나의 기계어 명령어가 실행을 시작할 경우 그 명령의 수행 종료 시 까지는 인터럽트(interrupt)를 받지 않는다. 분리 불가능(indivisible) 이라고도 한다 CPU 가 두 개 이상의 명령어를 처리할 경우에은 원자성이 보장되지 않는데 이는 각 명령을 수행하는 중에 OS 가 다른 스케줄링으로 CPU 에게 다른 명령을 수행하게 함으로써 현재 수행중인 명령을 인터럽트 즉 중단하게 된다는 의미이다 두 개 이상의 명령어를 원자성으로 묶기 위해서는 스레드 간 동기화 메카니즘이 필요하다.
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January 15, 2024
강의 메모 - ThreadLocal - 1,2 # Critical Section (임계영역, 공유변수영역) # Critical Section 이란 둘 이상의 스레드가 동시에 접근해서는 안되는 공유 자원(자료 구조 또는 장치) 에 접근하는 코드 영역를 말한다. 임계영역은 entry section, critical section, exit section, remainder section 으로 구성 된다 입장영역(entry section) : critical section 에 진입하기 위해 진입허가를 요청하는 영역입니다. 임계영역(critical section) : 하나의 스레드만 접근할 수 있는 영역이다 퇴장영역(exit section) : critical section 에서 빠져나올 때 신호를 알리는 영역이다 나머지영역(remainder section) : entry section, critical section, exit section 을 제외한 나머지 영역이다 lock을 획득해야만, 임계영역에 진입 가능하다.
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January 15, 2024
강의 메모 - ThreadLocal - 1,2 # 개요 # 여러 스레드에서 클래스나 객체에 동시에 접근해서 계속 실행하더라도 지속적인 정확성이 보장되는 코드를 스레드 세이프(thread-safe) 즉 스레드에 안전하다고 한다. 동시에 실행해도 동일한 결과값 기본적으로 클래스 명세에 스레드 안정성을 헤치는 코드나 상태를 가지고 있지 않으면 스레드에 안전하다라고 정의할 수 있다 스레드에 안전한 코드에는 경쟁상태가 없으며 경쟁 상태는 다수의 스레드가 공유 자원에 쓰기 작업을 시도할 때 발생하기 때문에 스레드가 실행될 때 어떤 자원을 공유하게 되는지 아는 것이 중요하다 스레드에 안전한 구조 # 임계영역을 동기화 한다
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