프로세스와 스레드 그리고 톰캣

프로세스는 CPU가 작업을 처리하기 위해 2차메모리에 저장된 프로그램(실행을 위한 코드들)을 RAM에 적재하여 실행시킨 상태를 의미한다.

실제 작업의 주체를 의미한다. 프로세스는 기본적으로 하나의 쓰레드를 가지고 다수의 쓰레드를 가지면 멀티 쓰레드환경이라고 한다.

하나의 프로세스 내부에서 여러개의 쓰레드들이 메모리영역의 일부를 공유하면서 작업을 처리하는 환경을 의미한다. 멀티 쓰레드는 몇가지 장점과 단점을 가진다. 장점

컨텍스트 스위칭 비용이 적어 성능이 빠름 컨텍스트 스위칭 발생 시, 스레드 컨텍스트 스위칭은 캐시 적중률이 높고 CPU가 사용할 메모리 전환이 필요없이 문맥 전환만 하면되기 때문이다.
시스템 자원 소모가 적음 쓰레드는 프로세스 내부에서 code, date 영역을 공유하고 추가적인 메모리 공간을 필요로 하지 않기 때문이다.

단점

여러개의 프로세스들이 각각 작업을 처리하는 환경을 의미한다. 멀티 프로세스는 멀티 쓰레드와 반대되는 장단점을 가진다. 장점

단점

컨텍스트 스위칭 시 비용이 높다. 컨텍스트 스위칭 발생 시 , 캐시를 새롭게 구성해야하고 메모리전환 또한 필요하여 비용이 높아 성능이 느려 질 수 있다.
시스템 자원 소모가 크다. 프로세스마다 각각의 메모리영역을 할당해야 하기 때문에 RAM의 많은 메모리를 소모해야한다.

컨텍스트 스위칭은 CPU가 연산 작업을 수행할 프로세스 혹은 쓰레드를 변경하는 과정이다. 컴퓨터는 멀티 태스크 환경을 제공하는데 실제로는 CPU를 시분할 방식으로 특정시간마다 프로세스를 변경하며 작업을 수행하기 때문에 컨텍스트 스위칭이 필요하다.

그렇기 때문에 컨텍스트 스위칭을 최소화 하는 것은 성능향상에 중요하다.

컨텍스트 스위칭 과정 동안 CPU는 연산을하지 못하고 대기상태에 들어간다. 이렇게 붕 뜨는 시간을 오버헤드라고 하는 CPU를 낭비하는 시간이다. 그렇기 때문에 컨텍스트 스위칭을 최소화 할수록 CPU는 더 많은 일을 할수 있고 성능의 향상을 가져올수 있다.

I/O 인터럽트 발생을 줄이는 방법이 있다. 실행중인 프로세스가 많을 수록 I/O 인터럽트가 빈번하게 발생할 확률이 높아진다. 그렇기 때문에 프로세스 개수를 줄이는 방법으로 컨텍스트 스위칭을 최소화할 수 있다.

톰캣은 성능향상을 위해 멀티 스레드 환경을 제공한다. 여담으로 초기 아파치는 멀티 프로세스 환경만을 제공햇다. 이는 UNIX 운영체제 작동 방식을 기반으로 만들어졌기 때문이라고 한다. 현재의 아파치는 멀티 스레드 환경과 이벤트 드라이브 환경도 제공한다.

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