24.08.14 CS, Dev

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멀티 프로세스 VS 멀티 스레드

• 멀티 프로세스와 멀티 스레드는 한 어플리케이션에 대한 처리방식이라고 보면 된다. 단순히 프로그램을 여러개 띄워놓는 것이 멀티 프로세스가 아니라 이 둘은 언제 어느때에 어떤 방식으로 처리하느냐에 따라 다른 것으로 이해해야 한다.

멀티 프로세스

• 멀티 프로세스는 운영체제에서 하나의 응용 프로그램에 대해 동시에 여러 개의 프로세스를 실행할 수 있게 하는 기술을 말한다. 보통 하나의 프로그램 실행에 대해 하나의 프로세스가 메모리에 생성되지만, 부가적인 기능을 위해 여러개의 프로세스를 생성하는 것이다.
• 멀티 프로세스 내부를 보면, 하나의 부모 프로세스가 여러 개의 자식 프로세스를 생성함으로서 다중 프로세스를 구성하는 구조이다. 한 프로세스는 실행되는 도중 프로세스 생성 시스템 콜을 통해 새로운 프로세스들을 생성할 수 있는데, 다른 프로세스를 생성하는 프로세스를 부모 프로세스라 하고, 다른 프로세스에 의해 생성된 프로세스를 자식 프로세스라 한다.
• 부모 프로세스와 자식 프로세스는 각각 고유한 PID(Process ID)를 가지고 있다. 부모 프로세스는 자식 프로세스의 PID를 알고 있으며, 이를 통해 자식 프로세스를 제어할 수 있다. 또한, 자식 프로세스는 부모 프로세스의 PID와 PPID(Parent Process ID)를 알고 있어, 이를 통해 부모 프로세스와의 통신이 가능하다.
• 다만, 통신이 가능할 뿐이지, 부모 프로세스와 자식 프로세스는 엄연히 서로 다른 프로세스로 독립적으로 실행되며, 독립적인 메모리 공간을 가지고 있어 서로 다른 작업을 수행한다.

멀티 프로세스의 장점

1. 프로그램 안정성
   • 멀티 프로세스는 각 프로세스가 독립적인 메모리 공간을 가지므로, 한 프로세스가 비정상적으로 종료되어도 다른 프로세스에 영향을 주지 않는다. 그래서 프로그램 전체의 안전성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
2. 프로그램 병렬성
   • 멀티 프로세스와 여러개의 CPU 코어를 활용하여 둘의 시너지를 합쳐, 다중 CPU 시스템에서 각 프로세스를 병렬적으로 실행하여 성능을 향상 시킬 수 있다.
3. 시스템 확장성
   • 새로운 기능이나 모듈을 추가하거나 수정할 때 다른 프로세스에 영향을 주지 않는다. 그래서 시스템의 규모를 쉽게 확장할 수 있다.

멀티 프로세스의 단점

1. Context Switching Overhead
   • 멀티 태스킹을 구성하는 핵심 기술인 컨텍스트 스위칭 과정에서 성능 저하가 올 수 있다. 특히나 프로세스를 컨텍스트 스위칭 하면, CPU는 다음 프로세스의 정보를 불러오기 위해 메모리를 검색하고, CPU 캐시 메모리를 초기화하며, 프로세스 상태를 저장하고, 불러올 데이터를 준비해야 하기 때문에, 이로 인한 빈번한 Context Switching 작업으로 인해 비용 오버헤드가 발생할 수 있게 된다.
2. 자원 공유 비효율성
   • 멀티 프로세스는 각 프로세스가 독립적인 메모리 공간을 가지므로, 결과적으로 메모리 사용량이 증가하게 된다.
   • 만일 각 프로세스간에 자원 공유가 필요할 경우 프로세스 사이의 어렵고 복잡한 통신 기법인 IPC(Inter-Process-Communication)을 사용하여야 한다.
     • IPC란 운영체제 상에서 실행 중인 프로세스 간에 정보를 주고받는 메커니즘을 말한다. 이를 위해 파이프, 소켓, 메시지 큐 등 다양한 방법이 사용된다. 그런데 IPC 자체로 오버헤드가 발생한다. 또한 코드의 복잡도를 증가시킨다.

멀티 스레드

• 스레드는 하나의 프로세스 내에 있는 실행 흐름이다. 그리고 멀티 스레드는 하나의 프로세스 안에 여러개의 스레드가 있는 것을 말한다. 따라서 하나의 프로그램에서 두가지 이상의 동작을 동시에 처리하도록 하는 행위가 가능해진다.

멀티 스레드의 장점

• 윈도우, 리눅스 등 많은 운영체제들이 멈ㄹ티 프로세싱을 지원하고 있지만 멀티 스레딩을 기본으로하고 있다.

1. 스레드는 프로세스보다 가볍다
   • 스레드는 프로세스 보다 용량이 가볍다. 스레드는 프로세스 내에서 생성되기 때문에 스레드의 실행 환경을 설정하는 작업이 매우 간단하여 생성 및 종료가 빠르다. 또한 스레드는 프로세스와 달리, 코드, 데이터, 스택 영역을 제외한 나머지 자원을 서로 공유하기 때문에 기본적으로 내장되어 있는 데이터 용량이 프로세스보다 당연히 작다. 그래서 스레드를 생성하고 제거할 대, 프로세스 내부의 자원만을 관리하면 되기 때문에 프로세스 생성, 제거 보다 훨씬 빠르다.
2. 자원의 효율성
   • 멀티 스레드는 하나의 프로세스 내에서 여러 개의 스레드를 생성하기 때문에, heap 영역과 같은 공유 메모리에 대해 스레드 간에 자원을 공유가 가능하다. 이를 통해, 프로세스 간 통신(IPC)을 사용하지 않고도 데이터를 공유할 수 있기 때문에, 자원의 효율적인 활용이 가능해 시스템 자원 소모가 줄어든다.
3. Context Switching 비용 감소
   • 스레드에도 컨텍스트 스위칭 오버헤드가 존재한다. 하지만 상대적으로 프로세스 컨텍스트 스위칭 오버헤드보다 훨씬 낮아 비용이 낮다는 장점이 있다.
   • 프로세스 컨텍스트 스위칭 비용은 스위칭할 때마다 CPU 캐시에 있는 내용을 모두 초기화하고, 새로운 프로세스 정보를 CPU 캐시에 적재해야 하므로 높은 비용이 든다. 반면, 스레드 컨텍스트 스위칭 비용은 스위칭할 때 스레드 간에 공유하는 자원을 제외한 스레드 정보(stack, register) 만을 교체하면 되므로 프로세스 컨텍스트 스위칭 비용보다 상대적으로 낮다.
4. 응답 시간 단축
   • 멀티 스레드는 스레드 간의 통신이나 자원 공유가 더욱 용이하며, 프로세스 보다 가벼워 컨텍스트 스위칭 오버헤드도 작다. 따라서 멀티 프로세스 보다 응답 시간이 빠르다.

멀티 스레드의 단점

1. 안정성 문제
   • 멀티 프로세스 모델에서는 각 프로세스가 독립적으로 동작하므로 하나의 프로세스에서 문제가 발생해도 다른 프로세스들은 영향을 받지 않기 때문에 프로그램이 죽지 않고 계속 동작할 수 있다. 그러나 멀티 스레드 모델에서는 기본적으로 하나의 스레드에서 문제가 발생하면 다른 스레드들도 영향을 받아 전체 프로그램이 종료될 수 있다.
2. 동기화로 인한 성능 저하
   • 멀티 스레드 모델은 여러 개의 스레드가 공유 자원에 동시에 접근할 수 있기 때문에, 동기화 문제가 발생할 수 있다. 따라서 스레드 간 동기화(syncronized)는 데이터 접근을 제어하기 위한 필수적인 기술이다.
   • 동기화 작업은 여러 스레드들이 자원에 대한 접근을 순차적으로 통제하는 것이다. 그러면 동시 접근으로 인한 동시 수정과 같은 현상은 일어나지 않게 된다. 그러나 동기화 작업은 여러 스레드 접근을 제한하는 것이기 때문에 병목 현상이 일어나 성능이 저하될 가능성이 높다는 단점이 있다.
     • 이를 해결하기 위해 임계 영역에 대하여 뮤텍스, 또는 세마포어를 사용한다.
3. 데드락(교착 상태)
   • 다수의 프로세스나 스레드가 서로 자원을 점유하고, 다른 프로세스나 스레드가 점유한 자원을 기다리는 상황에서 발생하는 교착 상태를 말한다. 여러 개의 스레드가 서로 대기하면서 무한정 기다리게 되는 무한 루프와 같은 증상이라고 보면 된다.
   • 이러한 현상은 스레드의 특징인 공유 자원에 대한 동시 엑세스로 인한 문제로, 이를 방지하기 위한 상호배제, 점유와 대기, 비선점, 순환 대기 등의 알고리즘을 통해 극복해야 한다.
   • 다만, 데드락은 멀티 스레드만의 단점이라기 보다 멀티 프로세스와 스레드 모델의 공통된 문제점으라고 말하는 것이 옳다. 왜냐하면 프로세스 끼리는 기본적으로 독립적인 메모리 공간이지만 IPC를 통해 공유자원을 사용할 수 있기 때문에 멀티 스레드와 똑같이 교착 상태에 빠질 수 있기 때문이다.
4. 디버깅의 어려움
   • 멀티 스레드를 사용하면, 여러 개의 스레드가 동시에 실행되기 때문에, 각 스레드의 동작을 추적하기 어려울 수 있다. 따라서 스레드 간의 상호작용과 동기화 기법을 잘 이해하고 디버깅 도구를 적극적으로 활용해야 한다.

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참조

https://inpa.tistory.com/entry/👩‍💻-multi-process-multi-thread

Dev

Failed to run the WC DB work queue associated with

• SVN 명령 수행 중 에러 발생
• 해당 경우는 WC work queue에 문제가 있을 경우에 발생한다.
• 오류가 발생했을 때는 svn cleanup 명령도 되지 않는다.
• 아래의 방법으로 문제를 해결할 수 있다.
  1. .svn 디렉토리로 이동한다.
     • 보통 .svn 디렉토리는 svn 최상위에 위치하고 있습니다.
     • .svn은 숨겨진 디렉토리이므로 ls -al 명령으로 확인해야합니다.
  2. sqlite3 를 이용하여 wc.db 파일을 open한다.
  3. work-queue 에 남아있는 것을 제거한다.