[OS] OS, Java에서 프로세스의 상태 (State of Process in OS and Java)

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💋 운영체제에서 프로세스의 상태

프로세스의 상태는 주로 다음과 같은 다섯 가지로 분류됩니다: new, ready, running, waiting, terminated.
 

이미지 출처: https://www.baeldung.com/cs/process-lifecycle

 
 

1. New (생성)
• 프로세스가 생성되었지만 아직 실행되지 않은 상태
• 프로세스가 초기화되고 자원이 할당되기를 대기
• Long term scheduler가 허락해주어야 하는 상황은 흔치 않으므로, 보통 곧바로 Ready 상태로 넘어간다.
2. Ready (준비)
• CPU에서 프로세스가 실행되기를 기다리는 상태
• 스케줄러에 의해 실행되면 Running로 전환
3. Running (실행)
• CPU가 할당된 상태로 현재 실행 중인 상태
• 멀티 태스킹 하다가 quantum이 지나거나, I/O 작업이 시작되면 Ready로 전환
4. Waiting (대기)
• I/O 작업 또는 critical section에 들어가기 위해서 기다리는 상태
• I/O 작업이 종료되거나, critical section에 들어갈 수 있게 되면 Ready 상태로 변경(곧바로 Running X)되어 CPU에 할당될 준비를 한다.
5. Terminated (종료)
• 프로세스의 실행이 완료되었거나 강제로 종료된 상태
• 프로세스는 시스템에서 삭제되며 사용한 자원들을 반환

 
디테일은 운영체제별로 조금 다를 수 있습니다.
예를 들어, 리눅스는 아래와 같은 상태를 가집니다.
 

https://www.baeldung.com/cs/process-lifecycle

 
리눅스에서 현재 실행중인 프로세스들의 상태를 곧바로 확인해볼 수 있습니다.

STAT 열의 첫번째 글자랑 위 사진에서의 글자들을 매칭하면 됩니다!

 

ps a
	PID TTY	  STAT   TIME COMMAND
   2234 tty2	 Ssl+   0:00 /usr/lib/gdm3/gdm-x-session --run-script env GNOME_SHELL_SESSION_MODE=ubuntu /usr/bin/gnome-session --systemd --session=ubuntu
   2237 tty2	 Rl+	0:07 /usr/lib/xorg/Xorg vt2 -displayfd 3 -auth /run/user/1000/gdm/Xauthority -background none -noreset -keeptty -verbose 3
   2287 tty2	 Sl+	0:00 /usr/libexec/gnome-session-binary --systemd --systemd --session=ubuntu
   2982 pts/0	Ss	 0:00 bash
   3467 pts/0	R+	 0:00 ps a

 
 

💋 자바에서 프로세스의 상태

 

1. NEW
• 스레드가 생성되었지만 아직 시작되지 않은 상태
2. RUNNABLE
   • CPU상에서 실행중인 상태 포함
   • I/O 작업의 결과를 기다리는 등 다른 리소스를 기다리는 상태 포함 (포괄적임)
• 실행중인 상태
• start() 메서드를 호출하여 스레드를 시작하면, 스레드는 RUNNABLE 상태로 전환됩니다.
3. BLOCKED
   • 모니터 락을 얻기 위해(= critical section에 들어가려고) 기다리는 상태
   • 다른 스레드가 해당 블록을 사용 중이기 때문에 현재 스레드는 기다려야 합니다.
4. WAITING
   • 다른 스레드를 기다리는 상태
   • Object.wait() (모니터의 wait)또는 Thread.join()과 같은 메서드를 호출하면 스레드가 WAITING 상태로 전환될 수 있습니다.
5. TIMED_WAITING
   • WAITING 상태와 유사하지만 제한 시간을 두고 다른 스레드를 기다리는 상태
   • Thread.sleep()이나 Object.wait(timeout)과 같은 메서드를 호출할 때 발생합니다.
6. TERMINATED
   • 실행을 마치고 종료된 상태
   • run() 메서드가 정상적으로 종료되거나, 예외가 발생하여 스레드가 종료되면 TERMINATED 상태가 됩니다.

 
 

💋 Java Thread Dump

✔️ 개념

실행 중인 자바 프로세스의 현재 상태를 담은 스냅샷
 

✔️ 필요성

1. 데드락(Deadlock) 분석
• 스레드 덤프를 통해 데드락 상태에 있는 스레드들을 확인하고 분석할 수 있습니다.
2. 성능 문제 해결
• 스레드 덤프를 이용하여 어떤 스레드가 어떤 작업을 수행 중인지, 얼마나 많은 스레드가 동시에 실행 중인지 등을 파악하여 성능 문제를 해결할 수 있습니다.
3. 예외 분석
• 어떤 스레드에서 예외가 발생했는지, 스레드의 상태와 호출 스택을 통해 예외를 추적할 수 있습니다.

 
스레드 덤프를 생성하면, 그 결과는 스레드의 상태, 호출 스택 정보 등이 포함된 텍스트 파일로 출력됩니다. 이를 분석하여 문제를 진단하고 해결할 수 있습니다.
 

💋 참고자료

• https://www.baeldung.com/linux/process-states
• https://www.youtube.com/watch?v=_dzRW48NB9M&list=PLcXyemr8ZeoQOtSUjwaer0VMJSMfa-9G-&index=8

 
 
 

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