プロセスとスレッドを理解する

OSは実行中プログラムを管理単位へ分けて資源を割り当てる。プロセスとスレッドの違いを、アドレス空間・共有資源・切替コスト・障害影響の観点で理解する。

この単元で学ぶこと

プロセスは独立した仮想アドレス空間などを持つ実行単位で、スレッドは同一プロセス内でコードやデータを共有しながら独立した実行経路を持つ。共有が多いほど連携しやすい一方、同期が必要になる。

プロセス実行中プログラムをOSが管理する単位で、独立した仮想アドレス空間や資源を持つ。他プロセスとのデータ交換にはIPCなど明示的な仕組みを使う。

スレッドプロセス内の実行の流れで、同一プロセスのコードやデータを共有する。各スレッドはスタックや実行状態を持つ。

コンテキスト切替 CPUで実行するプロセスやスレッドを切り替えるため実行状態を退避・復元する処理。切替そのものにもオーバヘッドがある。

共有資源複数スレッドが同じ変数やファイルなどへアクセスできる状態。競合を避けるため排他制御が必要になることがある。

IPC 独立したプロセス間でデータや同期情報を交換する仕組みの総称。パイプ、メッセージ、共有メモリなど方式がある。

アドレス空間を共有するか、どの資源が独立かを軸に読む。同一プロセス内スレッドはデータ共有が容易だが、競合が起こるため同期を考える。

同じプロセスの2スレッドはヒープ上の同じ変数を共有できるが、それぞれ別のスタックと実行位置を持つ。

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