운영체제 나초스 NachOS 과제 KThread와 Kernel 분석

문서 내 토픽

1. KThread.fork()

KThread.fork() 메소드는 새로운 스레드를 생성한 뒤, 조건을 통해 스레드 생성을 위한 준비와 검증을 마치고서 새로운 스레드를 실행 대기열에 넣어 다른 스레드가 실행될 수 있도록 준비상태로 만든다.
2. KThread.runThread()

KThread.runThread() 메소드는 스레드가 시작하고 종료될 때까지의 주요 동작을 관리한다. 스레드 시작 시 초기화 작업, 스레드 실행, 스레드 종료 처리 등의 기능을 수행한다.
3. KThread.yield()

KThread.yield() 메소드는 현재 실행 중인 스레드의 시간을 양보하여 다른 스레드가 실행될 수 있도록 한다.
4. KThread.sleep()

KThread.sleep() 메소드는 지정된 시간동안 스레드를 정지시키는 기능을 한다. 현재 실행 중인 스레드에 대해서만 동작하며, 스레드의 상태를 statusBlock으로 변경하고 다음 스레드를 실행시킨다.
5. KThread.join()

KThread.join() 메소드는 자신이 하던 작업을 멈추고 다른 스레드가 지정된 시간동안 작업을 수행될 때 이용한다. 현재 스레드가 아닌 특정 스레드에 대해서만 동작한다는 점에서 sleep()과 차이가 있다.
6. KThread.runNextThread()

KThread.runNextThread() 메소드는 Ready Queue에서 다음에 실행할 스레드를 가져와 실행시킨다. 만약 다음 스레드가 null이라면 idleThread를 다음 스레드로 지정한다.
7. KThread.run()

KThread.run() 메소드는 CPU를 현재 스레드로 전환하고 실행시킨다. 인터럽트 비활성화, 문맥 교환, 이전 스레드 상태 복원 등의 기능을 수행한다.
8. KThread.restoreState()

KThread.restoreState() 메소드는 스레드의 상태를 복원하는 기능을 한다. 인터럽트 비활성화, 현재 스레드 확인, TCB 확인 등의 검증을 수행한 후 스레드 상태를 복원한다.
9. KThread.saveState()

KThread.saveState() 메소드는 인터럽트가 발생했을 때 현재 스레드의 상태정보 등을 저장해놓는 기능을 한다.
10. 정상 동작하지 않는 이유

기존 코드와 달리 새로운 코드에서는 동기화를 사용하지 않아 스레드 간 동기화 문제가 발생한다. 새로운 스레드가 시작하지 않고 대기 상태에 머물러 있어 결과가 출력되지 않는 문제가 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. KThread.fork()

KThread.fork()는 새로운 스레드를 생성하는 메서드입니다. 이 메서드는 현재 실행 중인 스레드의 복사본을 만들어 새로운 스레드를 생성합니다. 새로 생성된 스레드는 부모 스레드와 동일한 상태를 가지고 있으며, 부모 스레드와 독립적으로 실행됩니다. 이를 통해 병렬 처리를 구현할 수 있으며, 다양한 작업을 동시에 수행할 수 있습니다. 하지만 스레드 간 데이터 공유 및 동기화 문제를 고려해야 하며, 적절한 스레드 관리가 필요합니다.
2. KThread.runThread()

KThread.runThread()는 새로 생성된 스레드를 실행하는 메서드입니다. 이 메서드는 스레드의 상태를 'READY'로 변경하고, 스레드 스케줄러에 의해 실행 대기열에 추가됩니다. 스레드 스케줄러는 실행 대기열에 있는 스레드 중 하나를 선택하여 실행합니다. KThread.runThread()를 통해 새로운 스레드를 실행할 수 있으며, 이를 통해 병렬 처리를 구현할 수 있습니다. 하지만 스레드 간 동기화 및 자원 관리에 주의를 기울여야 합니다.
3. KThread.yield()

KThread.yield()는 현재 실행 중인 스레드가 자발적으로 CPU 사용권을 포기하고 다른 스레드에게 양보하는 메서드입니다. 이 메서드를 호출하면 현재 스레드의 상태가 'READY'로 변경되며, 스레드 스케줄러에 의해 다른 스레드가 선택되어 실행됩니다. KThread.yield()는 스레드 간 공평한 CPU 사용을 보장하고, 스레드 간 협력을 촉진하는 데 사용될 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 스레드 간 경쟁 상황을 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
4. KThread.sleep()

KThread.sleep()은 현재 실행 중인 스레드를 일시적으로 중단시키는 메서드입니다. 이 메서드를 호출하면 현재 스레드의 상태가 'BLOCKED'로 변경되며, 지정된 시간 동안 실행이 중단됩니다. 이를 통해 스레드 간 동기화, 타이밍 제어, 리소스 관리 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 시스템 성능 저하를 초래할 수 있으므로 주의해야 합니다.
5. KThread.join()

KThread.join()은 현재 실행 중인 스레드가 다른 스레드의 실행이 완료될 때까지 기다리는 메서드입니다. 이 메서드를 호출하면 현재 스레드의 상태가 'BLOCKED'로 변경되며, 지정된 스레드의 실행이 완료될 때까지 대기합니다. 이를 통해 스레드 간 동기화와 데이터 일관성을 보장할 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 데드락 등의 문제를 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
6. KThread.runNextThread()

KThread.runNextThread()는 스레드 스케줄러에 의해 선택된 다음 스레드를 실행하는 메서드입니다. 이 메서드는 현재 실행 중인 스레드의 상태를 'READY'로 변경하고, 스레드 스케줄러에 의해 선택된 다음 스레드를 실행합니다. 이를 통해 스레드 간 공평한 CPU 사용을 보장할 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 스레드 간 경쟁 상황을 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
7. KThread.run()

KThread.run()은 스레드의 실행 로직을 구현하는 메서드입니다. 이 메서드는 스레드가 실행될 때 호출되며, 스레드의 작업을 수행합니다. 개발자는 KThread.run() 메서드 내에 스레드의 실행 로직을 구현해야 합니다. 이를 통해 스레드의 동작을 정의할 수 있습니다. 하지만 부적절한 구현은 스레드 간 동기화 문제, 데드락, 리소스 경쟁 등의 문제를 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
8. KThread.restoreState()

KThread.restoreState()는 스레드의 상태를 복원하는 메서드입니다. 이 메서드는 스레드가 중단된 시점의 상태를 복원하여 스레드의 실행을 재개할 수 있게 합니다. 이를 통해 스레드의 실행을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 스레드 간 동기화 문제, 데이터 일관성 문제 등을 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
9. KThread.saveState()

KThread.saveState()는 현재 실행 중인 스레드의 상태를 저장하는 메서드입니다. 이 메서드는 스레드의 현재 상태, 레지스터 값, 스택 등의 정보를 저장합니다. 이를 통해 스레드의 실행을 중단하고 나중에 재개할 수 있습니다. 이는 스레드 관리, 스레드 간 동기화, 리소스 관리 등에 활용될 수 있습니다. 하지만 부적절한 사용은 데이터 손실, 스레드 간 동기화 문제 등을 야기할 수 있으므로 주의해야 합니다.
10. 정상 동작하지 않는 이유

스레드가 정상적으로 동작하지 않는 이유는 다양할 수 있습니다. 스레드 간 동기화 문제, 데드락, 리소스 경쟁, 부적절한 스레드 관리, 스레드 생성 및 실행 오류 등이 그 원인이 될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 스레드 간 상호작용, 자원 공유, 스레드 생명주기 관리 등을 면밀히 검토해야 합니다. 또한 적절한 동기화 기법, 스레드 스케줄링 전략, 오류 처리 메커니즘 등을 적용해야 합니다. 이를 통해 스레드가 안정적이고 효율적으로 동작할 수 있도록 해야 합니다.