[운영체제] Thread & Concurrency

1. 멀티스레드

• 스레드는 light-weight process
• CPU의 기초단위이기도 하다
• 스레드의 구성 : thread ID(tid), program counter, register set, stack으로 구성된다.
  • program counter, register set, stack은 스레드 별로 별도로 관리해야 한다. (thread of control)

2. 멀티스레드의 장점

• 반응성 : 연속적인 실행이 가능하다.
• 자원 공유 
• 경제성 : context switching, process creation 보다 비용이 적음
• 확장성 : 병렬처리 가능

 

3. 자바에서의 스레드 

• Thread class를 상속받기
  • main 함수 : thread.start() 호출
  • thread.sleep(500);
• Runnable interface를 implement 하기
  • public void run() 
  • Thread thread = new Thread(new MyThread());
• Runnable Lambda 표현법 : 익명 스레드
  • Runnable task = () -> {표현}

 

4. 스레드의 동작

• 부모 스레드의 대기 : process 에서는 wait, 스레드에서는 join 이라고 한다.
• 스레드의 종료 : process에서는 stop, 스레드에서는 interrupt

 

5. Multicore Programming

• 멀티스레딩은 멀티코어 시스템 : concurrency 가 향상된다.
• single core system + concurrent execution & multicore system + parallel execution

• Amdahl's Law
  • 컴퓨터 시스템의 일부를 개선할 때 전체적으로 얼마만큼의 최대 성능 향상이 있는지 계산하는 데 사용된다.   
  • 코어가 무조건 많을수록 조은가?

    

• 스레드의 두 종류
  • user threads : user mode 위에서 스레딩
  • kernel threads  : os가 직접 관리하는 스레딩

 

6. Thread Library

• 스레드 라이브러리 기능
  • 스레드를 만들고 관리하는 API
  • Pthreads, Windows thread, Java  thread (JVM)

 

7.  Implicit Threading - 암묵적 스레딩

• concurrent  application
• parallel application
• 위 두개는 어렵기  때문에, java.concurrent.* 패키지에서 라이브러리를 제공하고 있다.

 

• Thread pools 
  • 작업 대기 중인 스레드들을 생성
• Fork & Join
  • explicit, implicit 방법 둘 다 가능
• OpenMP
  • 컴파일러 지시 (이전에는 라이브러리한테 일을 다시켰다)
  • 병렬 프로그래밍을 할 수 있도록  도움을 준다.
• Grand Central Dispatch (GCD)
  
  • macOS 및 iOS 운영체제를 위해 애플에서 개발한 기술
  • 스레딩에 대한 대부분의 세부사항 관리