• 프로그램 : 보조 기억 장치에서 실행되기만을 기다리는 정적인 데이터의 집합임

• 프로세스 : 운영체제로부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위로 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램을 의미

  

• 프로세스는 다음과 같은 자원을 할당받음

  • CPU 시간
  • 운영을 위해 필요한 주소 공간
  • Code, Data, Heap, Stack 구조로 되어 있는 독립된 메모리 영역
    • Code : 실행 파일을 구성하는 명령어들이 올라가는 메모리 영역으로 함수, 제어문, 상수 등이 여기에 지정됨.
    • Data : 전역 변수와 Static 변수가 할당되는 영역
      • 프로그램 시작과 동시에 할당되고, 종료되어야 소멸됨
    • Heap : 사용자에 의해 동적 메모리 할당이 수행되는 메모리 영역.
      • 데이터 엑세스가 Stack에 비해 느림
      • 런타임 시 크기가 결정됨
      • 메모리를 사용자가 관리해주어야 함
    • Stack : 함수 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역.
      • 데이터 엑세스가 Stack에 비해 빠름
      • 함술 호출과 함께 할당되고, 함수 종료와 함꼐 소멸됨
      • 컴파일 시 크기가 결정되며, CPU에 의해 효율적으로 관리됨
      • 함수가 재귀적으로 계속 쌓이는 경우 스택오버플로우가 발생할 수 있음

• 프로세스 특징

  • 각 프로세스는 Code, Data, Stack, Heap 구조를 할당받음
  • 프로세스 당 최소 1개 이상의 스레드(메인 스레드)를 가지고 있음
  • 각 프로세스는 별도의 주소 공간에서 실행되며, 한 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자료구조에 접근할 수 없음
  • 다른 프로세스 지원에 접근하려면 프로세스 간 통신(IPC)를 사용해야 함

• 스레드 : 프로세스가 할당받은 자원을 이용하는 실행의 단위이자, 프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체.

  

• 스레드 특징

  • 각 스레드는 프로세스 내에서 레지스터와 Stack 영역을 따로 할당받고, Code, Data, Heap 영역은 공유함

    • 레지스터 : 프로세서 안에서 자료를 보관하는 아주 빠른 기억 장소. 일반적으로 현재 계산을 수행 중인 값을 저장하는 데 사용됨

      multi thread에서는 각각의 thread가 자신의 PC값을 TCB(Thread Control Block)에 저장을 합니다(multi thread에서는 각각의 thread가 독립적인 PC값을 가지고 있어야 합니다). 그 이유는 한 process 내에서도 thread 사이에 context switching이 일어나는데, TCB에 code address(PC)가 저장되어 있어야 해당 쓰레드가 어느 코드 영역까지 진행했는지를 기억하여 그 다음 코드부터 실행을 할 수 있기 때문입니다.

      예를 들면 thread a 에서 thread b로 context switch가 일어나면, 현재의 PC register에 저장되어 있는 값을 thread a의 TCB에 저장을 하고, thread b의 TCB의 PC값을 불러와 PC register에 저장을 합니다. CPU는 PC register가 새롭게 가리키는 thread b의 code영역, 즉 thread b 내에서 다음에 실행해야 할 명령의 주소값(PC)을 참조하여 실행을 하게 되는 것입니다.

  • 한 스레드가 프로세스 자원을 변경하면, 다른 이웃 스레드(sibling thread)도 그 변경 결과를 즉시 볼 수 있음

참고

• https://www.inflearn.com/questions/554012