운영체제 면접 퀴즈

실행 중인 프로그램이고, 자기만의 주소 공간을 갖습니다. 커널은 각 프로세스의 상태를 PCB 에 담아 관리합니다.

프로세스 (Process)

프로세스란?

실행 중인 프로그램의 인스턴스. OS가 관리하는 작업 단위.

메모리 구조

높은 주소에서 낮은 주소 순으로 이렇게 놓입니다.

프로세스 상태

[생성] → [준비] ⇄ [실행] → [종료]
              ↕
           [대기/블록]

왜 상태가 여러 개인가

돌고 있는 것과 멈춘 것으로 나누면 부족합니다. 왜 멈췄는지가 처방을 바꿉니다.

둘째가 많은데 CPU 사용률이 낮은 것이 흔한 오해의 원인입니다. 서버가 한가해 보여도 느린 것은 대개 기다림 때문입니다. 그때 CPU 를 늘리면 아무것도 나아지지 않습니다.

죽은 뒤에 남는 것

프로세스가 끝나도 그 결과를 부모가 받아 가기 전까지는 기록이 남습니다.

부모가 받아 가지 않으면 기록만 남은 것이 쌓인다
부모가 먼저 죽으면 남은 자식은 다른 부모에게 넘겨진다

첫째는 프로세스를 계속 만드는 서비스에서 자원이 새는 모양으로 나타납니다. 만들었으면 끝을 확인해 거둬야 합니다.

실무 포인트

• fork(): 부모 프로세스 복사하여 자식 프로세스 생성
• exec(): 현재 프로세스를 새 프로그램으로 교체
• 좀비 프로세스: 종료됐지만 부모가 회수 안 한 상태
• 고아 프로세스: 부모가 먼저 종료된 자식 (init이 입양)

스레드 (Thread)

스레드란?

프로세스 내의 실행 흐름 단위. 같은 프로세스의 메모리를 공유.

공유 vs 독립

사용자 스레드 vs 커널 스레드

동기화 문제

스레드 A 는 잔액에 100을 더하고, 스레드 B 는 50을 뺍니다.

개수를 어떻게 정하나

많이 만들면 빨라질 것 같지만 일의 성격이 상한을 정합니다.

셋째가 실무에서 큰 차이를 만듭니다. 외부 API 를 부르는 작업과 짧은 계산을 같은 풀에 넣으면 외부가 느려질 때 짧은 작업까지 멈춥니다. 나누면 그 전파가 끊깁니다.

나눠 쓰는 값을 다룰 때

값이 그냥 보이는 것이 편함이자 위험입니다.

읽기만 하면 안전하다. 고치는 순간부터 규칙이 필요하다
고치는 쪽이 하나라도 읽는 쪽이 최신을 본다는 보장은 따로 필요하다
잠금 범위는 좁게. 넓으면 병렬성이 사라진다

둘째가 눈에 안 보이는 결함을 만듭니다. 값을 고쳤는데 다른 스레드가 옛 값을 계속 보는 경우이고, 이것은 시험에서 잘 안 잡힙니다.

실무 포인트

• Java: Thread, ExecutorService (스레드풀)
• Python: GIL 때문에 멀티스레딩 CPU 바운드에 불리
• Go: goroutine (경량 스레드, M:N 모델)

주소 공간을 독립으로 갖는지, 그리고 무엇을 공유하는지가 다릅니다. 프로세스는 자기 주소 공간과 자원을 따로 갖고, 스레드는 그것을 공유하면서 실행 흐름(스택과 레지스터)만 따로 갖습니다.

프로세스 vs 스레드

핵심 비교

메모리 구조

프로세스 A 와 B 는 각자 독립된 공간을 가집니다.

무엇이 실제로 갈리나

표로 외우면 면접에서 막힙니다. 하나가 죽었을 때와 값을 나눌 때 무슨 일이 생기는지가 전부입니다.

둘째와 셋째가 한 몸입니다. 그냥 보이는 것이 편해서 쓰는데, 그 편함이 곧 동시에 고쳐서 깨지는 원인입니다. 편한 만큼 잠금이 필요해집니다.

문맥을 바꾸는 비용

번갈아 돌리려면 지금 상태를 넣어 두고 다른 것을 꺼내야 합니다.

스레드끼리 바꾸는 것이 프로세스끼리 바꾸는 것보다 싸다
주소 공간을 안 바꿔도 되기 때문이다
그래도 공짜는 아니다. 너무 많이 만들면 바꾸는 데 시간을 쓴다

셋째가 스레드를 무한히 늘리지 않는 이유입니다. 개수를 정해 두고 재사용합니다.

실무 선택 기준

• 멀티 프로세스: 안정성 중요 (Chrome 탭, Nginx worker)
• 멀티 스레드: 성능 중요 (Java 서버, 게임 서버)
• 이벤트 루프: I/O 바운드 (Node.js, Redis)