[운영체제] 프로세스와 스레드

1. 프로세스

• 프로세스(process)는 컴퓨터에서 실행되고 있는 프로그램을 말하며 CPU 스케줄링의 대상이 되는 작업(task)이라는 용어와 같은 의미로 쓰인다. 스레드는 프로세스 내 작업의 흐름을 말한다. 프로그램이 메모리에 올라가면 프로세스가 되는 인스턴스화가 일어나고, 이후 운영체제의 CPU 스케줄러에 따라 CPU가 프로세스를 실행한다.

2. 전처리

• 소스 코드의 주석을 제거하고 #include 등 헤더 파일을 병합하여 매크로를 치환한다.

3. 컴파일러

• 오류처리, 코드 최적화 작업을 하며 어셈블리어로 변환한다.

4. 어셈블러

• 어셈블리어는 목적 코드로 변환된다. 이때 확장자는 운영체제마다 다르다. 

5. 링커

• 프로그램 내에 있는 라이브러리 함수 또는 다른 파일들과 목적 코드를 결합하여 실행 파일을 만든다. 실행 파일의 확장자는 .exe 또는 .out이라는 확장자를 갖는다.

6. 정적 라이브러리와 동적 라이브러리

• 라이브러리는 정적 라이브러리와 동적 라이브러리 이렇게 2가지로 분류된다. 
• 정적 라이브러리는 프로그램 빌드 시 라이브러리가 제공하는 모든 코드를 실행 파일에 넣는 방식으로 라이브러리를 쓰는 방법이다.
• 시스템 환경 등 외부 의존도가 낮은 장점이 있다.
• 코드 중복 등 메모리 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

7. 프로세스의 상태

• 프로세스는 여러 가지 상태 값을 갖는다.

8. 생성 상태

• 생성 상태(create)는 프로세스가 생성된 상태를 의미하며  fork() 또는 exec() 함수를 통해 생성한다. 이때 PCB가 할당되게 된다.

9. fork()

fork()는 부모 프로세스의 주소 공간을 그대로 복사하여, 새로운 자식 프로세스를 생성하는 함수이다. 주소 공간에 복사할 뿐이고 부모 프로세스의 비동기 작업 등을 상속하지는 않는다.

10. 대기 상태

• 대기 상태(ready)는 메모리 공간이 충분하면 메모리를 할당하고 아니면 아닌 상태로 대기한다. 
• CPU 스케줄러로부터 CPU 소유권이 넘어오기를 기다리는 상태이다.

11. 대기 중단 상태

• 메모리 부족으로 일시 중단된 상태이다.

12. 실행 상태

• CPU 소유권과 메모리를 할당 받고 인스트럭션을 수행 중인 상태를 의미
• CPU burst가 일어났다고도 표현한다.

13. 중단 상태

• 어떤 이벤트가 발생한 이후 기다리며 프로세스가 차단된 상태이다.
• I/O 디바이스에 의한 인터럽트로 이런 현상이 많이 발생한다.

14. 일시 중단 상태

• 대기 중단과 유사하다.
• 중단된 상태에서 프로세스가 실행되려고 했지만 메모리 부족으로 일시 중단된 상태이다.

15. 종료 상태

• 메모리와 CPU 소유권을 모두 놓고 가는 상태를 말한다. 
• 종료는 자연스럽게 종료되는 것도 있지만 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제시키는 비자발적 종료(abort)로 종료되는 것도 있다.
• 자식 프로세스에 할당된 자원의 한계치를 넘어서거나 부모 프로세스가 종료되거나 사용자가 process.kill 등 여러 명령어로 프로세스를 종료할 때 발생한다.