프로세스와 스레드

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프로세스와 스레드

프로그램 실행의 기본 단위이다. 면접 단골 질문이기도 하다.

프로세스

프로세스는 실행 중인 프로그램의 인스턴스이다. 운영체제로부터 독립된 메모리 공간을 할당받는다.

메모리 구조

  • Code: 컴파일된 기계어 코드. 읽기 전용.
  • Data: 전역 변수, 정적 변수.
  • Heap: 동적 할당 영역. 위쪽으로 성장.
  • Stack: 함수 호출 정보. 아래쪽으로 성장.

스레드

스레드는 프로세스 내 실행 흐름의 단위이다. 하나의 프로세스는 최소 하나의 스레드를 가진다.

공유하는 것 vs 독립적인 것

공유독립
Code, Data, HeapStack
파일 디스크립터PC, 레지스터

Stack만 독립적인 이유

Stack에는 함수 실행 흐름 정보가 담긴다.

  • 돌아갈 주소 (Return Address)
  • 지역 변수
  • 매개변수

Stack을 공유하면 한 스레드가 함수 호출 시 다른 스레드의 리턴 주소를 덮어쓴다. 독립적인 실행 흐름을 위해 Stack은 분리되어야 한다.

프로세스 vs 스레드

구분프로세스스레드
메모리독립공유 (Stack 제외)
생성 비용큼작음
컨텍스트 스위칭느림빠름
통신IPC 필요직접 접근
안정성높음낮음

멀티 프로세스

하나의 프로그램을 여러 프로세스로 구성한다.

장점

  • 한 프로세스가 죽어도 다른 프로세스 무관
  • 메모리 침범 불가

단점

  • IPC 필요
  • 컨텍스트 스위칭 비용 큼
  • 메모리 사용량 큼

예시: 크롬 브라우저 (탭마다 별도 프로세스)

멀티 스레드

하나의 프로세스 내에서 여러 스레드가 작업을 분담한다.

장점

  • 메모리 공유로 통신 간편
  • 컨텍스트 스위칭 비용 작음

단점

  • 한 스레드 문제가 전체에 영향
  • 동기화 문제 (Race Condition)
  • 디버깅 어려움

예시: 웹 서버 (요청마다 스레드 할당)

자주 나오는 질문

스레드를 많이 만들수록 좋은가?

아니다. 코어 수를 초과하면 컨텍스트 스위칭이 빈번해진다.

  • CPU 바운드: 코어 수와 비슷하게
  • I/O 바운드: 코어 수보다 많이

멀티 프로세스 vs 멀티 스레드 선택 기준

상황선택
안정성 중요멀티 프로세스
빠른 통신 필요멀티 스레드
메모리 제한적멀티 스레드
독립적 작업멀티 프로세스

크롬은 왜 탭마다 프로세스를 쓰는가?

  • 한 탭이 죽어도 다른 탭 무관
  • 탭 간 메모리 접근 불가 (샌드박싱)
  • 탭 종료 시 메모리 완전 회수

실무 적용

스레드 풀

매 요청마다 스레드를 생성하면 오버헤드가 크다. 미리 만들어두고 재사용한다.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
executor.submit(() -> { /* 작업 */ });

스레드 로컬

각 스레드가 독립적인 변수를 가져야 할 때 사용한다.

ThreadLocal<User> currentUser = new ThreadLocal<>();
currentUser.set(user);
currentUser.get();

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