[운영체제]멀티 프로세스 vs 멀티 스레드

멀티 프로세스

멀티 프로세스는 하나의 응용 프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하게 한다.

장점

1. 안정성이 확보된다. 여러 개의 자식 프로세스 중 하나에 문제가 발생하면 그 자식 프로세스만 죽는 것 이상으로 다른 영향이 확산되지 않는다.
2. 별도의 동기화 작업이 필요하지 않다.
   
   
   

단점

1. Context Switching(문맥 교환) 과정에서 오버헤드가 발생할 가능성이 농후하다. 프로세스는 각 독립된 메모리 영역을 할당받았기 때문에 공유하는 메모리가 없다. 그러므로 캐시 메모리 초기화 등의 무거운 작업이 진행되고 많은 시간이 소모되는 등의 오버헤드 발생 문제가 존재한다.
2. 프로세스 간 통신 과정이 복잡하다. 위에서 언급했듯이, 프로세스는 각 독립된 메모리 영역을 할당받았으므로 프로세스 사이에 변수나 자료구조를 공유할 수 없다. 그러므로 IPC라는 통신 기법을 사용해야 하는데, 이 과정은 어렵고 복잡한 통신 방법이다.
   
   
   
   
   

멀티 스레드

하나의 응용 프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고, 각 스레드가 하나의 작업을 처리한다. 윈도우, 리눅스 등의 여러 OS들이 멀티 프로세싱을 지원하고 있지만, 멀티 스레딩을 기본으로 한다. 웹 서버는 대표적인 멀티 스레딩 응용 프로그램이다.

장점

1. 메모리 공간과 시스템 자원 소모가 줄어든다.
2. 스레드 간 통신 시, 전역 변수 공간 또는 동적으로 할당된 공간인 Heap 영역을 이용해 데이터를 전달하므로 통신 방법이 간단하다.
3. Context Switching(문맥 교환)시 캐시 메모리 초기화 등의 무거운 작업이 필요 없으므로 비용이 더 적고 그만큼 응답 속도가 더 빠르다. 그리고 이로 인해 시스템 처리량이 향상된다.
   
   
   

단점

1. 동기화의 문제가 발생한다. 서로 다른 스레드가 전역 변수 공간인 Data 영역, 동적 할당 공간인 Heap 영역 등을 공유하기 때문에 어떤 스레드가 다른 스레드에서 사용중인 변수나 자료구조에 접근하여 엉뚱한 값을 읽어오거나 수정할 수 있다. 즉, 자원 공유 문제가 발생한다.
2. 하나의 스레드에 문제가 발생하면, 전체 프로세스가 영향을 받아 프로그램이 강제 종료될 수 있다. 이로 인해 주의 깊은 설계가 필요하며 디버깅이 까다롭다.
   
   
   
   
   

멀티 프로세스 vs 멀티 스레드

• 멀티 프로세스는 하나의 프로세스가 죽더라고 다른 프로세스에 영향을 끼치지 않고 정상적으로 수행되는 안정성 확보라는 장점이 있지만, 멀티 스레드보다 많은 메모리 공간과 CPU 시간을 차지하는 단점, 그리고 Context Switching(문맥 교환) 시 여러 무거운 작업들을 동반하며 비용이 많이 소요되어 응답 속도가 느려지는 단점이 존재한다.
• 멀티 스레드는 멀티 프로세스보다 적은 메모리 공간 차지, Context Switching(문맥 교환) 시 비용이 덜 들어 응답 시간이 그만큼 빠르다는 장점이 있다. 그러나 오류로 인해 하나의 스레드에 문제가 생기면 전체 프로세스에 영향을 끼칠 수 있다는 단점과 프로세스의 스택을 제외한 다른 자원들을 공유하는 만큼 이로 인한 동기화 문제라는 단점이 존재한다.
• 대상 시스템의 특징에 따라 적합한 동작 방식을 선택하고 적용해야 한다.