Multi-Thread

멀티 스레딩(multi-threading)

하나의 프로세스를 다수의 실행단위로 구분하여 자원을 공유하고, 자원의 생성과 관리의 중복성을 최소화 하여 수행 능력을 향상시키는 것을 멀티 스레딩이라고 한다.
하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 것이다.

자원의 효율성 증대
- 멀티 프로세스로 실행되는 작업을 멀티 스레드로 실행할 경우, 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
  - 프로세스 간의 Context Switching시 단순히 CPU 레지스터 교체 뿐만 아니라 RAM과 CPU 사이의 캐쉬 메모리에 대한 데이터까지 초기화되므로 오버헤드가 크기 때문
- 스레드는 프로세스 내의 메모리를 공유하기 때문에 독립적인 프로세스와 달리 스레드 간 데이터를 주고 받는 것이 간단해지고 시스템 자원 소모가 줄어들게 된다.
처리비용 감소 및 응답시간 단축
- 프로세스 간의 통신(IPC)보다 스레드 간의 통신의 비용이 적으므로 작업들 간의 통신의 부담이 줄어든다.
  - 스레드는 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문
- 프로세스 간의 전환 속도보다 스레드 간의 전환 속도가 빠르다.
  - Context Switching시 스레드는 Stack 영역만 처리하기 때문

시스템 자원 소모 감소(=자원의 효율성 증대)
- 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
시스템 처리량 증가(=처리 비용 감소)
- 스레드 간 데이터를 주고 받는 것이 간단해지고 시스템 자원 소모가 줄어들게 된다.
- 스레드 사이의 작업량이 작아 Context Switching이 빠르다.
간단한 통신 방법으로 인한 프로그램 응답 시간 단축
- 스레드는 프로세스 내의 Stack 영역을 제외한 모든 메모리를 공유하기 때문에 통신의 부담이 적다

주의 깊은 설계가 필요하다.
멀티 스레드의 경우 자원 공유의 문제가 발생한다. (동기화 문제)
- 쓰레드간 공유하는 자원이 있기 떄문에 동일한 자원에 동시에 접근하는 경우를 신경써야한다.
- 동기화를 통해 작업 처리 순서를 컨트롤 하고 공유 자원에 대한 접근을 컨트롤 한다.
하나의 스레드에 문제가 발생하면 전체 프로세스가 영향을 받는다.
병목현상이 발생하여 성능이 저하될 우려가 있다.
공유자원이 아닌 부분은 동기화 처리를 할 필요가 없다.
불필요한 부분까지 동기화를 처리 할 경우 현재 스레드는 락(lock)을 획득한 쓰레드가 종료하기 전까지 대기해야한다.

https://goodgid.github.io/What-is-Multi-Thread/ https://gmlwjd9405.github.io/2018/09/14/process-vs-thread.html