[OS] 스레드와 멀티스레드

3월 2주차 스터디 발표 자료📖
오늘은 스레드와 멀티스레드에 대해 알아보고자합니다!!
🔥먼저 스레드의 개념을 잡고 자바에선 어떻게 사용하는지 알아봅시당!!

스레드

하나의 프로세스에서 하나의 스레드가 실행되는 것
공유자원의 접근으로 인한 동기화 문제를 신경쓰지 않아도된다.
Context Switching 작업이 요구되지 않는다.
단순한 계산 작업이라면 멀티 스레드보다 싱글 스레드로 프로그래밍 하는 것이 효율적이다.
- 컨텍스트 스위칭 작업으로 인해 단일 스레드보다 작업 시간이 더 오래걸릴 수 있다.

자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
- 멀티 스레드는 메모리 영역을 공유하기 때문에 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
쓰레드 간의 통신 방법이 간단하다.
- 메모리 영역을 공유하기 때문에 별도의 자원을 이용하는 것이 아니라 Data 영역과 Heap 영역을 통해 데이터 교환이 가능하다.
쓰레드의 생성 및 컨텍스트 스위칭은 프로세스보다 빠르다.
- 프로세스 문맥교환과는 달리 캐시 메모리를 비울 필요가 없기 때문에 더 빠르다.
하나의 스레드가 작업을 할 때 다른 스레드가 별도의 작업을 할 수 있으므로 사용자와의 응답성이 좋아진다.

임계 영역 (Critical Section)
- 전역 변수에 독립적인 스레드 A,B가 동시에 접근하면 어떻게 될까?
  - 즉, 동시에 접근은 가능하나 연산이 늦게 끝난 스레드의 결과값으로 덮어 씌워져 버릴 것이다..
  - 해결 방법?
    동기화 작업을 통해 작업 처리 순서와 공유자원에 대한 접근을 컨트롤 한다. 하지만 이러한 동기화 작업으로 인해 병목 현상, 데드락이 발생할 수 있다.
병목 현상
- 어떤 시스템 내 데이터 처리 속도가 지연 됨으로 다음에 오는 데이터 처리가 지연되는 현상
  - [예시]
    스레드 A가 공유자원인 1번 자원을 사용하기 위해 Lock을 걸었기 때문에 B 스레드는 1번 자원을 사용하기 위해 A 스레드의 작업이 끝날 때 까지 기다려야한다.
- 이러한 현상을 방지하기 위해 과도한 Lock의 사용을 줄여야한다. 공유자원이 아닌 곳까지 동기화 처리를 하고있는지 점검해야한다.
교착 상태(Dead Lock)
- 두 개 이상의 스레드가 서로의 작업이 끝나기만을 기다리며 작업을 더 이상 진행하지 못하는 상태

스레드 메모리 구조

스레드는 프로세스와 달리 Code, Data, Heap 영역을 공유한다.
스레드는 Code 영역을 공유하기 때문에 한 프로세스 내부의 스레드들은 프로세스가 가지고 있는 함수를 모두 호출할 수 있다.
스레드는 Data, Heap 영역을 공유하기 때문에 IPC 없이 Heap 영역을 통해 쓰레드 간의 통신이 가능하다.
- IPC? 프로세스들끼리 서로 데이터를 주고받는 행위 또는 그에 대한 방법