토픽 29 / 85·프로세스 동기화와 교착상태

동시성 프로그래밍 모델 (Concurrency Programming Model)

여러 작업을 동시에 또는 논리적으로 병행하여 실행하기 위한 프로그래밍 패러다임과 추상화 기법으로, 공유 메모리, 메시지 전달, 비동기 등 다양한 모델을 포함

목적: 처리량 향상, 응답성 개선, 자원 효율화, 병렬 하드웨어 활용

동시성 vs 병렬성: 동시성(Concurrency)은 논리적 동시 진행(단일코어 가능), 병렬성(Parallelism)은 물리적 동시 실행(멀티코어 필수)

주요 모델

•스레드 기반(Shared Memory): 공유 메모리 접근, 뮤텍스/세마포어 동기화, 경쟁 조건·데드락 위험 (Java/C++/Python)
•Actor 모델: 독립 액터 간 메시지 전달, 상태 캡슐화, 공유 메모리 없음, 위치 투명성 (Erlang/Akka/Elixir)
•CSP(Communicating Sequential Processes): 채널 통한 프로세스 간 통신, 동기적 메시지 전달 (Go goroutine+channel)
•코루틴(Coroutine): 협력적 멀티태스킹, 실행 지점 중단/재개, 가벼운 컨텍스트 전환 (Kotlin/Python/Lua)
•async/await: 비동기 I/O, 이벤트 루프, Non-blocking, Future/Promise 패턴 (JavaScript/Python/Rust/C#)
•STM(Software Transactional Memory): 트랜잭션 기반 메모리 접근, 락 프리, 원자성 보장 (Haskell/Clojure)
•리액티브(Reactive): 데이터 스트림+변화 전파, 배압(Backpressure), Observable/Publisher (RxJava/Reactor/Akka Streams)

그린 스레드(Green Thread): 사용자 공간 스레드, OS 스레드보다 가벼움, M:N 스케줄링 (Go goroutine, Java Virtual Thread, Erlang process)

이벤트 루프(Event Loop): 단일 스레드+비동기 I/O, 콜백 큐, 높은 동시 연결 처리 (Node.js, Python asyncio, Nginx)

비교: 스레드(직관적/위험/OS의존) vs Actor(안전/메시지비용/Erlang) vs CSP(채널/동기/Go) vs async(비동기/콜백복잡/JS) vs 코루틴(경량/협력적/Kotlin)

적용사례: 웹서버(async/이벤트루프), 분산시스템(Actor), 시스템프로그래밍(스레드), 게임서버(코루틴)

연관: 프로세스, 스레드, 동기화, 멀티코어, 이벤트 기반 아키텍처