1. Thread
운영체제 시그 22-1 나영근

2. Thread?
 CPU 이용의 기본 단위
 Thread ID, Program Counter, Register들, Stack으로 구성
 같은 Process에 속한 다른 쓰레드와 자원 공유
 코드, 데이터 섹션, 열린 파일, 신호 등

3. Multi Thread?
 많은 소프트웨어 패키지들은 다중 쓰레드 이용
 하나의 Application은 몇 개의 제어 Thread를 가진 독립적인 Process로 구현
 OS 커널에서도 다수의 쓰레드가 동작
 장치 또는 인터럽트 처리 등의 특정 작업을 수행하게 함

4. Multi Thread Programing의 장점
 응답성(Responsiveness)
 대화형 응용을 Multi Thrad화하면 긴 작업을 수행하더라도 프로그램의 수행이 계속되는 것을 허용
할 수 있음.
 사용자에 대한 응답성 증가
 자원 공유(Resource sharing)
 Thread는 속한 Process의 자원과 메모리를 공유
 한 응용프로그램이 같은 주소 공간 내에 여러개의 다른 작업을 하는 Thread를 가짐
 경제성(Economy)
 Process 생성을 위한 메모리와 자원 할당의 비용을 줄임
 Thread는 Process의 자원을 공유하기 때문에 추가적인 오버헤드가 적다
 다중 처리기 구조의 활용(Utilization of multiprocessor architecture)
 각각의 Thread가 다른 CPU에서 병렬 수행 가능
 Multiprocessor에서 multithreading을 하면 병렬성 증대

5. Multithreading Model
 다대일 모델
 많은 사용자 수준 Thread를 하나의 커널 Thread로 mapping
 Thread 관리는 사용자 공간의 Thread Library에 의해 행해짐
 단점
 한 쓰레드가 봉쇄형 시스템을 호출할 경우 전체 프로세스가 봉쇄
 한번에 하나의 Thread만이 커널에 접근
 Multi Thread가 multiprocessor에서 돌아도 병렬로 작동 불능

6. Multithreading Model
 일대일 모델
 각 사용자 Thread를 각각 하나의 커널 Thread로 mapping
 하나의 Thread가 봉쇄적 시스템을 호출하더라도 다른 Thread 실행 가능
 다대일에 비해 더 많은 병렬성을 제공
 Multiprocessor에서 multi Thread가 병렬로 수행되는 것을 허용
 단점
 사용자 Thread를 생성할 때 항상 커널 Thread를 생성해야함
 이로인한 오버헤드로 성능 저하
 지원되는 Thread의 개수를 제한

7. Multithreading Model
 다대다 모델
 여러 개의 사용자 수준 Thread를 작거나 같은 커널 Thread로 다중화
 커널 쓰레드의 수는 응용프로그램이나 하드웨어에 따라 다름
 Multiprocessor인 경우 더 많이 준다거나.
 개발자가 원하는대로 Thread생성 허용
 스케줄을 통해 커널 Thread와 연결
 봉쇄형 시스템 호출을 발생시켰을 때 커널이 다른 쓰레드의 수행을 스케줄

8. Multithreading Model
 다대다 모델
 여러 개의 사용자 수준 Thread를 작거나 같은 커널 Thread로 다중화
 커널 쓰레드의 수는 응용프로그램이나 하드웨어에 따라 다름
 Multiprocessor인 경우 더 많이 준다거나.
 개발자가 원하는대로 Thread생성 허용
 스케줄을 통해 커널 Thread와 연결
 봉쇄형 시스템 호출을 발생시켰을 때 커널이 다른 쓰레드의 수행을 스케줄

9. Thread Library
 Thread Library는 Thread를 생성/관리하기 위한 API 제공
 커널 지원 없이 사용자 공간에서만 Library 제공
 Library를 위한 모든 코드와 자료구조는 사용자 공간에만 존재
 Library 함수를 호출하는 것은 system call이 아닌 지역 함수를 호출한다
 운영체제에 의해 지원되는 커널 수준 Library
 Library를 위한 코드와 자료구조가 커널공간에 존재
 Library를 호출하는 것은 커널 system call을 하는 것
 Win32 Thread
 Window.h를 포함애햐함

10. Threading issue
 Fork()/ Exec() system call
 Thread가 fork()를 호출하면 새로운 Process는 모든 Thread를 복제해야 하는가?
 응용프로그램에 따라 고를 수 있다
 Cancelellation (취소)
 Thread 취소는 Thread가 종료되기 전에 강제 종료 시키는 작업
 자료구조 갱신 도중 취소 요청이 올경우
 시스템 자원을 회수하지 못하는 문제
 비동기식 취소
 한 Thread를 강제 종료
 시스템 자원을 회수하지 못할 수 있다
 지연 취소
 종료 시점을 점검하여 강제 종료할 수 있는 시점에 종료

11. Threading issue
 신호 처리 ( Signal Handling)
 신호란 프로그램이 불법적인 메모리 접근이나 0으로 나누는 등의 행동 시 발생
 신호의 처리 순서
 신호는 특정 사건이 일어나면 생성
 신호는 생성되면 프로세스에 전달된다
 전달된 신호는 반드시 처리되야 한다
 신호를 전달하기 위해서는 4가지 중 하나의 방법 사용
 신호가 적용될 Thread에게 전달
 모든 Thread에 전달
 몇몇 Thread에 선택적으로 전달
 특정 Thread가 모든 신호를 전달받도록 지정

12. Thread pool
 Multi Thread Server는 Service할 때마다 Thread를 생성
 Thread 생성에 소요되는 시간이 길다
 무한정 Thread를 만들다 보면 자원이 고갈
 때문에 Thread pool 사용
 일정한 수의 Thread를 미리 pool로 만들어 둔다
 평소엔 기다리고 있다가 요청이 들어오면 pool에서 하나의 Thread에 할당
 Pool에 남는 Thread가 바닥나면 요청의 대기하고 있는다
 장점
 새로운 Thread를 만들어 주는 것보다 기존의 Thread를 사용하는 것이 빠름
 Thread개수에 제한을 둠으로써 많은 수의 Thread를 병렬 처리할 수 없는 상황에서 유용

13. Threading issue
 Thread별 데이터
 한 Process에 속한 Thread들은 그 Process의 자료를 모두 공유
 자신만 접근 가능한 자료가 필요한 경우가 있다