운영체제 4주차 - 2

Implicit Threading

과도한 쓰레드 생성을 막기 위해 사용자가 쓰레드를 생성하는것이 아닌 컴파일러나 run-time library가 직점 쓰레드를 요청하는것

개발자는 병령로 수행할수 있는 task를 식별하는데 집중하고, 쓰레드는 컴파일러나 런타임 라이브러리가 담당하는걸로..

thread pool

시스템에 필요한 쓰레드를 미리 생성해놓고 필요할때 할당함 -> 상대적으로 빠름

어차피 생성되어있는 thread에서 할당되는것이기 때문에 pool의 크기가 넘어갈 일은 없음

Task의 실행과 Task 생성을 분리하여 Task가 효율적으로 처리될수 있도록 함

Fork-Join Parallelism

어떤 Task를 실행할때 해당 Task를 실행하기 위해 2개의 Task로 Fork를 나누고 종료되었을때 다시 Join하고 다시Fork하는 방식으로 divide-conqure 방식과 비슷하기 구동된다.


Open MP

컴파일러 지시문의 일종으로 특정 지시문을 기기의 코어의 개수만큼 쓰레드를 생성함

그래서 각 코어가 내뿜는 출력값으로 인해 출력들이 겹쳐보일수 있음

#pragma omp parallel

N개의 iteration 만큼 코어의 갯수 만큼 분할 매핑 할수도 있다.

#pragma omp parallel for for(i=0; i< N; i++){ c[i] = a[i] + b[i]; } //위 예제의 경우 data의 종속성이 없어서 병령실행이 가능하지만 만약 종속되어 있을경우 주의해야한다.

Grand Central Dispatch

MAC OS에서 Thread pool의 크기를 자동조절하는 기능 으로 POSIX pthread로 구현되어 C,C++, object-C로 구현가능

^{printf("I'm a blcok")} //해당 지시문을 Thread로 실행한다.

유저 입장에서는 thread를 직접 생성할 필요없이 편하게 thread 이용가능

Block자체는 dispatch queue에 들어갔다가 사용가능한 thread가 생기면 그때 할당하는 방식

dispatch queue의 종류

1. Serial: block을 한번에 1개씩 Queue에서 block를 제거하면서 동작을 진행함, main queue라고 불림. 프로그래머는 프로그램 내에서 추가적인 Serial queue를 생성할수 있음
2. Concurrent: 시스템전체에서 block이 한번에 어러개씩 실행될수 있도록 관리하는 queue로 4개의 level로 나뉨
   • QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE: 신속한 응답을 요구함
   • QOS_CLASS_USER_INITIATED : 적당한 시간의 응답을 요구함
   • QOS_CLASS_USER_UTILITY : 긴 시간을 요구함
   • QOS_CLASS_USER_BACKGROUND :시간에 관계없음
   위로 갈수록 우선순위가 높음
3. Concurrent(System-wide queue / global dispatch queue)의 4가지 종류

Threading에서 생길수 있는 문제

1. Sementic of Fork()와 Exec()에 대한 이슈
2. 내부에서 발생하는 Sychronous Signal Handling (illegal memory access, divided by zero)
3. 외부에서 발생하는 Asynchronous Signal Handling (Ctrl+C, timer)
4. Thread 중지하기 : Asychronous, deffer(지연)

Sementic of Fork()와 Exec()에 대한 이슈

• fork()를 했을때 호출한 thread만 복사할 것인가? 아니면 모든 thread를 복사할것인가?(UNIX는 일단 둘다 지원하고는 있다.)
• exec()이 수행되었을때 어차피 진행중이던 프로세스에 새로운 프로세스가 덮어 씌워지는 것이므로 호출한 thread만 복사하는 것이 유리하다.

Signal Handling

Signal: UNIX시스템에서 특정 이벤트가 일어났다는 것을 프로세스에게 알리는 신호

이 신호를 처리해주는 것을 **handler**이라고 한다.

1. 특정이벤트에 의해 발생
2. 프로세스에게 전달됨
3. default: 시스템에 기존에 정의된 handler도 있고 user-define으로 사용자가 개조 가능한 handler도 있다.
4. user-define signal handler는 default signal handler를 덮어 씌울수있다.
5. 만약 Multi thread라면 여러가지 thread 중에 signal이 발생될 thread로 가야한다.
6. 경우에 따라 여러 thread 혹은 특정 thread에 전달되기 도 해야한다. (ex: kill, pthread_kill)
7. 대부분의 UNIX계열 OS에서는 스레드 마다 signal을 받을지 말지를 설정해줄수 있다.

Thread Cancellation

• 쓰레드가 종료되기 전에 강제 종료시키는 행위

• Asynchronous cancellation: 목표 thread가 즉시 종료됨 -> 할당 자원을 미반납 할수가 있음
• Deferred cancellation: thread의 철회를 지연시켜서 철회 준비 작업후 종료시킴
• 위에서 종료시점을 blocking system call이 호출될때 cancellation point가 되어짐
• 각 프로세스는 Cancellation을 받을지 말지를 설정할수 있는 Mode가 있으며 off, defferred, Asynchronous 모드가 있다.
• 만약 Cancellation signal이 들어왔는네 thread가 off라면 해당 신호는 적용되지 않고 멈취져 있다.

pthread_testcancel() // 인위적으로 cancellation_point를 지정할수 있음 // thread의 mode에 따라 리턴될수도 리턴되지 않을수도..

Thread local storage

• Thread 자체도 자신만의 data가 필요할수 도 있기 때문에 마련된 자체 공간
• 튿히 thread pool과 같이 유저가 thread의 생성을 관할할 권한이 없는 경우에 유용함
• static변수와 비슷한 느낌