🧵🚀프로세스와 쓰레드, 멀티스레딩에 대한 이해

컴퓨터에서 프로그램이 실행될 때, 우리는 종종 프로세스와 쓰레드라는 개념을 접하게 됩니다. 이들 각각은 프로그램 실행과 관련된 중요한 개념들인데요, 오늘은 이들에 대해 자세히 알아보고, 어떻게 멀티스레딩이 성능을 향상시킬 수 있는지에 대해서도 살펴보겠습니다. 🖥️

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프로세스란? 🤖

프로세스는 실행 중인 프로그램을 의미합니다.

프로그램이 메모리에 적재되어 실행될 때, 그 실행 중인 상태가 바로 프로세스입니다.

예를 들어, 웹 브라우저를 실행했을 때 웹 브라우저 자체는 프로그램이지만, 실제로 그것이 실행되면서 메모리에서 작업을 처리하는 실행 단위는 프로세스입니다. 🧩

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프로세스 vs 프로그램 🤔

항목 프로그램 프로세스

정의	저장된 실행 파일 (정적)	실행 중인 프로그램 (동적)
상태	실행되지 않음	실행 중이거나 대기 중, 종료 상태일 수 있음
메모리	파일로 존재, 메모리 상에 없음	메모리 상에서 실행 중, 실행에 필요한 메모리 할당됨
실행여부	실행되지 않음	실행 중

프로그램은 실행되지 않는 상태에서 프로세스는 실행되며 메모리 공간을 할당받고 CPU에서 작업을 처리하게 됩니다. 📍

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쓰레드란? 🧵

**쓰레드(Thread)**는 프로세스 내에서 실행되는 작은 실행 단위입니다.

하나의 프로세스는 여러 개의 쓰레드를 가질 수 있으며, 이 쓰레드들은 병렬 처리를 통해 여러 작업을 동시에 수행할 수 있습니다.

쓰레드는 프로세스 내에서 메모리와 자원을 공유하며 독립적으로 실행되기 때문에 프로세스보다 더 효율적이고 가볍게 작업을 처리할 수 있습니다. 😄

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프로세스와 쓰레드의 차이 🤔

항목 프로세스 쓰레드

정의	실행 중인 프로그램	프로세스 내에서 실행되는 작은 작업 단위
메모리 공간	독립된 메모리 공간을 갖음	프로세스 내 메모리 공간을 공유
자원 할당	자체적인 자원(CPU, 메모리 등)을 할당받음	프로세스의 자원을 공유함
통신	프로세스 간 통신은 비용이 크고 복잡함	같은 프로세스 내 쓰레드는 빠르고 효율적으로 통신
예시	웹 브라우저 실행, 프로그램 실행 등	웹 브라우저의 탭, 멀티태스킹 등

• 프로세스는 자원과 메모리가 독립적이지만, 쓰레드는 자원과 메모리를 공유하여 더 빠르고 효율적으로 작업을 처리할 수 있습니다. 🏃‍♂️

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멀티스레딩이란? 🚀

멀티스레딩은 하나의 프로세스 내에서 여러 쓰레드를 동시에 실행하는 기술입니다.

이를 통해 다수의 작업을 동시에 처리하거나, 하나의 작업을 분할하여 병렬로 처리할 수 있습니다.

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멀티스레딩의 장점 🌟

1. 효율적인 자원 사용: 하나의 프로세스 내에서 여러 작업을 동시에 처리하므로 자원을 더 효율적으로 사용할 수 있습니다.
2. 성능 향상: 멀티코어 CPU에서 여러 쓰레드를 동시에 실행하여 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
3. 반응성 향상: 예를 들어, 사용자 인터페이스(UI)와 데이터 처리 작업을 별개의 쓰레드로 처리하면 프로그램의 반응성을 높일 수 있습니다.

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멀티스레딩의 단점 ⚠️

1. 동기화 문제: 여러 쓰레드가 동일한 데이터에 접근할 때, 동기화 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하려면 **상호배제(Mutex)**나 세마포어(Semaphore) 등의 기법을 사용해야 합니다.
2. 디버깅 어려움: 멀티스레드 환경에서 발생하는 오류는 추적하기 어려울 수 있습니다. 이로 인해 디버깅이 더 복잡해질 수 있습니다.

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쓰레드 예시 🧵

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

void* print_message(void* arg) {
    printf("쓰레드에서 출력된 메시지!\n");
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1;

    // 쓰레드 생성
    pthread_create(&thread1, NULL, print_message, NULL);

    // 쓰레드 종료 대기
    pthread_join(thread1, NULL);

    printf("메인 함수에서 출력된 메시지!\n");

    return 0;
}

위 코드는 pthread 라이브러리를 사용하여 쓰레드를 생성하고 실행하는 예제입니다. 메인 함수에서 새 쓰레드를 실행하고 종료를 기다린 후 결과를 출력합니다. 💻

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결론 🎯

프로세스와 쓰레드는 프로그램의 실행 구조에서 핵심적인 개념이며, 멀티스레딩을 통해 여러 작업을 동시에 처리하는 기술은 성능 향상에 매우 중요합니다. 프로세스는 독립적으로 실행되는 단위로, 쓰레드는 그 안에서 작업을 병렬로 처리하는 작은 단위로 동작합니다. 이러한 개념을 잘 이해하고 활용하면, 효율적이고 빠른 프로그램을 만들 수 있습니다. 😎

프로그램을 다루는 데 있어 멀티스레딩을 이해하고 적절하게 활용하는 것은 매우 중요하며, 성능 최적화와 자원 관리에 큰 도움이 됩니다.

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이제 프로세스와 쓰레드, 멀티스레딩에 대한 기본적인 이해를 가지고, 여러분의 프로그램을 더 효율적으로 작성할 수 있겠죠? 😄