[Operating System] 프로세서, 코어, 프로세스, 스레드를 쉽게 이해하기: 공장 비유로 살펴보기

 

처음에는 프로세스와 스레드의 관계를 이해한 것 같았지만, 프로세서 개념까지 생각하니 혼란이 생기기 시작했습니다.

이를 해결하기 위해 전체적인 개념을 비유를 통해 정리해보았습니다.

이 글은 프로세서, 코어, 프로세스, 스레드의 관계를 공장에 비유하여 쉽게 이해할 수 있도록 설명하는 데 중점을 두었습니다.

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프로세서, 프로세스, 스레드의 개념을 "공장"에 비유해서 설명해보겠습니다.

• 프로세서(Processor)는 공장 전체입니다. 공장에는 여러 기계(코어)가 있어 작업을 처리합니다.
• 코어(Core)는 공장 내의 개별 기계입니다. 실제로 제품을 만드는 일을 합니다.
• 프로세스(Process)는 공장의 생산 라인입니다. 각 생산 라인은 독립적으로 운영됩니다.
• 스레드(Thread)는 생산 라인에서 일하는 작업자입니다. 실제로 제품을 만드는 역할을 합니다.

이제 각각을 좀 더 깊이 이해해보겠습니다.

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1. 프로세서 (Processor)

정의: 프로세서는 컴퓨터의 두뇌 역할을 하는 CPU(Central Processing Unit)를 의미합니다. 프로그램의 명령어를 해석하고 실행하는 물리적인 하드웨어입니다.

비유: 프로세서는 공장 전체와 같습니다. 공장에는 여러 기계(코어)가 있으며, 전체 작업을 관리하고 실행하는 역할을 합니다.

예시:

• 인텔 i7, AMD Ryzen 같은 CPU가 프로세서입니다.
• 이 프로세서가 실제로 코드를 실행합니다.

포인트:

• 멀티코어 프로세서라면, 공장 내에 여러 기계가 있는 셈입니다.
• 예를 들어, 4코어 CPU라면 4대의 기계가 각각 작업을 하여 여러 작업을 동시에 처리할 수 있습니다.

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2. 코어 (Core)

정의: 코어는 프로세서 내에서 실제로 명령어를 실행하는 작업 유닛입니다.

비유: 코어는 공장 내의 기계와 같습니다. 이 기계들이 실제로 제품을 조립하고 만들어냅니다.

특징:

• 하나의 코어는 한 번에 하나의 작업만 처리할 수 있습니다.
• 멀티코어 프로세서는 여러 개의 코어를 통해 여러 작업을 병렬로 처리할 수 있습니다.

예시:

• 듀얼코어(2코어), 쿼드코어(4코어), 옥타코어(8코어) 등

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3. 프로세스 (Process)

정의: 프로세스는 실행 중인 프로그램을 의미합니다. 하드디스크에 저장된 프로그램 파일이 **메모리(RAM)**로 올라와서 실행되는 순간, 프로세스가 됩니다.

비유: 프로세스는 공장 안의 생산 라인입니다. 각 생산 라인은 독립적으로 제품을 생산하며, 서로 간섭하지 않습니다.

특징:

• 프로세스는 고유한 메모리 공간을 가집니다.
• 독립적으로 실행되며, 다른 프로세스와 메모리를 공유하지 않습니다.
• 각 프로세스는 자신만의 자원(메모리, 파일 핸들 등)을 가지고 있습니다.

예시:

• 크롬 브라우저를 두 개 실행하면, 크롬 프로세스가 두 개 생성됩니다.
• 각각 독립적으로 실행되므로, 하나가 멈춰도 다른 창은 정상적으로 동작할 수 있습니다.

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4. 스레드 (Thread)

정의: 스레드는 프로세스 내에서 실행되는 작은 작업 단위입니다.

비유: 스레드는 생산 라인에서 일하는 작업자와 같습니다. 작업자는 실제로 제품을 조립하거나 포장하는 일을 합니다.

특징:

• 프로세스의 메모리를 공유합니다.
• 같은 프로세스 안에서 여러 스레드가 동시에 동작할 수 있습니다.
• 스레드는 생성 비용이 프로세스보다 훨씬 적습니다.

예시:

• 크롬 브라우저에서, 하나의 탭을 각각 스레드로 실행할 수 있습니다.
• 혹은, 음악 플레이어 앱에서는 한 스레드가 음악을 재생하고, 다른 스레드가 UI를 관리할 수 있습니다.

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정리: 차이점과 관계

항목	프로세서 (CPU)	코어	프로세스	스레드
무엇인가?	물리적인 하드웨어	프로세서 내 실행 유닛	실행 중인 프로그램	프로세스 내 작업 단위
비유	공장 전체	공장 내 개별 기계	공장의 생산 라인	생산 라인의 작업자
기반	전자 회로	전자 회로	운영체제(OS)	프로세스 내부
자원 공유	해당 없음	해당 없음	독립적인 메모리 공간 사용	프로세스 메모리 공유
병렬 처리	멀티코어로 여러 작업 수행 가능	각 코어가 독립적으로 작업 수행	여러 프로세스를 동시에 실행 가능	한 프로세스 내 여러 스레드 실행 가능
비용	고정된 하드웨어	고정된 하드웨어	스레드보다 생성 비용이 큼	프로세스보다 생성 비용이 적음
예시	인텔 i7, AMD Ryzen 등	4코어, 8코어 등	크롬, 카카오톡, VSCode 등	크롬 탭, 음악 플레이어의 UI/음악 재생 등

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비유로 다시 정리하기

• 프로세서(Processor) = 하나의 공장
• 코어(Core) = 공장 안의 개별 기계
• 프로세스(Process) = 공장의 생산 라인
• 스레드(Thread) = 생산 라인에서 일하는 작업자

공장(프로세서)은 여러 기계(코어)를 보유하고 있습니다. 각 기계는 생산 라인(프로세스)을 처리하며, 그 안에서 여러 작업자(스레드)가 협업해 제품을 만들어냅니다.

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실제 사용 예시 (안드로이드 기준)

안드로이드 앱을 실행했을 때를 공장으로 다시 비유해보겠습니다.

• 앱 실행 → 프로세스 생성:
  • 새로운 생산 라인이 만들어지는 것과 같습니다.
  • Android OS가 새로운 프로세스를 만들어 앱을 실행합니다.
• 메인 스레드 생성:
  • 첫 번째 작업자가 생산 라인에 배치되어 제품의 기본 틀(UI)을 만듭니다.
• 백그라운드 스레드:
  • 추가 작업자들이 배치되어, 음악 재생, 네트워크 작업 등의 세부 작업을 처리합니다.

멀티코어 프로세서라면, 각 스레드가 서로 다른 코어에서 병렬로 실행될 수 있습니다. 이는 앱의 성능을 높이고, 사용자 경험을 개선합니다.

ANR(Application Not Responding)는 작업자들이 너무 바빠서 제품 조립을 멈춘 상황과 같습니다. 그래서 안드로이드에서는 메인 스레드에서 긴 작업을 피하라고 하는 것입니다.