Context Switching(문맥 교환)

Context Switching(문맥 교환)

병렬처리에 관해 이야기할 때 항상 등장하는 단어인 Context Switching에 대해 공부 해보았다. 해당 단어를 꺼내기 위해서는 기본적으로 알아둬야 할 사전지식이 필요하다. 해당 사전지식도 가볍게 다루며 콘텍스트 스위칭에 대하여 작성해보자.

프로세스

프로세스는 컴퓨터에서 프로그램이 실행될 때 사용되는 실행 단위로, 실행 중인 프로그램의 인스턴스다. 메모리와 CPU 자원을 할당받아 동작하는 상태를 의미하며, 우리가 코드를 통해 만든 하나의 애플리케이션이 실행될 때 생성된다.

멀티 프로세스, 멀티 스레드

• 멀티 프로세스는 여러 개의 독립된 프로세스를 생성하여 각각의 메모리 공간을 가지고 병렬로 동작
• 멀티 스레드는 하나의 프로세스 내에서 여러 스레드가 메모리 자원을 공유하며 동작

CPU의 동작

CPU는 하나의 프로세스만을 담당하는 것이 아니라, 컴퓨터에서 실행된 모든 프로그램의 동작을 담당해야 한다.

CPU는 여러 프로그램을 동시에 처리하는 것처럼 보이지만, 사실은 매우 짧은 시간 간격으로 각 프로세스의 작업을 번갈아가며 처리하고 있다. 이 때 각 프로세스는 자신이 중단된 지점의 상태, 즉 레지스터, 스택 포인터, 프로그램 카운터 등의 정보를 저장하고, 다른 프로세스의 상태를 불러와 실행을 이어간다. 이 정보를 Context(문맥) 라고 한다.

Context Switching(문맥 교환)

문맥 교환(Context Switching)은 여러 프로세스나 스레드가 CPU를 사용할 수 있도록 문맥을 저장하고 불러오는 작업을 의미한다. 이 과정에서 실행 중인 프로세스의 상태를 저장하고 다른 프로세스의 상태를 복원하는 작업이 필요하므로 일정한 오버헤드(비용) 가 발생한다. 따라서 병렬 처리를 통해 성능을 개선하려면, 문맥 교환의 빈도와 그로 인한 오버헤드가 전체 성능에 미치는 영향을 신중하게 고려해야 한다.