[Java] Thread(쓰레드) - 1

1. 프로세스란?

프로세스란 간단히 말해서 "실행중인 프로그램"이다. 실행하면 OS로부터 실행에 필요한 자원(메모리)을 할당 받아 프로세스가 된다. 프로세스는 프로그램을 수행하는데 필요한 데이터와 메모리 등의 자원 그리고 쓰레드로 구성되어 있으며 프로세스의 자원을 이용해서 실제로 작업을 수행하는 것이 쓰레드이다.

 

따라서 모든 프로세스는 최소한 하나 이상의 쓰레드가 존재하며, 둘 이상의 쓰레드를 가진 프로세스를 "멀티쓰레드 프로세스"라고 한다.

 

하나의 프로세스가 가질 수 있는 쓰레드의 개수는 제한되어 있지 않으나 쓰레드가 작업을 수행하는데 개별적인 메모리 공간(호출스택)을 필요로 하기 때문에 프로세스의 메모리 한계에 따라 생성할 수 있는 쓰레드의 수가 결정된다. 실제로는 프로세스의 메모리 한계에 다다를 정도로 많은 쓰레드를 생성하는 일은 없을 것이니 걱정하지 않아도 된다.

 

2. 멀티태스킹과 멀티 쓰레딩

현재 우리가 사용하는 대부분의 OS는 멀티태스킹을 지원하기 때문에 여러 개의 프로세스가 동시에 실행될 수 있다. 이와마찬가지로 멀티쓰레딩은 하나의 프로세스 내에서 여러 쓰레드가 동시에 작업을 수행하는 것이다. CPU의 코어가 한 번에 단 하나의 작업만 수행할 수 있으므로, 실제로 동시에 처리되는 작업의 개수는 코어의 개수와 일치한다.

 

그러나 처리해야하는 쓰레드의 수는 언제나 코어의 개수보다 훨씬 많기 때문에 각 코어가 아주 짧은 시간 동안 여러 작업을 번갈아 가며 수행함으로써 여러 작업들이 모두 동시에 수행되는 것처럼 보이게 한다. 

 

그래서 프로세스의 성능이 단순히 쓰레드의 개수에 비례하는 것은 아니며, 하나의 쓰레드를 가진 프로세스 보다 두 개의 쓰레드를 가진 프로세스가 오히려 더 낮은 성능을 보일 수도 있다.

 

3.  멀티쓰레딩의 장단점

도스와 같이 한 번에 한가지 작업만 할 수 있는 OS와 윈도우와 같은 멀티태스킹이 가능한 OS의 차이는 이미 경험으로 잘 알고 있을 것이다. 싱글 쓰레드 프로그램과 멀티쓰레드 프로그램의 차이도 이와 같다고 생각하면 된다.

• CPU의 사용률을 향상시킨다.
• 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
• 사용자에 대한 응답성이 향상된다.
• 작업이 분리되어 코드가 간결해진다.

 

예를 들어서 메신저로 채팅하면서 파일을 다운로드하거나 음성대화를 나눌 수 있는것이 가능한 이유가 바로 멀티쓰레드로 작성되어 있기 떄문이다. 싱글쓰레드로 서버 프로그램을 작성한다면 사용자의 요청 마다 새로운 프로세스를 생성해야하는데 프로세스를 생성하는 것은 쓰레드를 생성하는 것에 비해 더 많은 시간과 메모리 공간이 필요하기 때문에 많은 수의 사용자 요청을 서비스하기 어렵다.

 

하지만 멀티쓰레드 프로세스가 장점만 있는 것은 아니다.

• 자원을 공유하면서 작업하기 때문에 동기화, 교착상태와 같은 문제들을 고려해서 신중히 프로그래밍해야 한다.

 

Reference

http://www.yes24.com/Product/Goods/24259565

Java의 정석 - YES24