동시성 (Concurrency)과 병렬성 (Parallelism)

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동시성 (Concurrency)

• 하나의 코어에서 여러 스레드가 번갈아가며 실행
• 동시에 실행되는 것처럼 보임
• 싱글 코어, 멀티 코어에서 모두 구현 가능
• 논리적인 개념

동시성 프로그래밍은 동시에 여러 작업을 수행한다.
눈으로 보기에는 동시에 실행되는 것처럼 보이지만,
시분할(Interleaving) 기법을 활용하여 CPU가 작업마다 시간을 분할해서 적절하게 문맥 교환(context switching) 한다.
때문에, 동시에 실행되는 것처럼 보이는 것이다.
동시성은 구현하는 것도 디버그하는 것도 어렵다.

동시성의 핵심 목표는 유휴 시간(idle time)을 최소화하는 것이다.
* 유휴 시간이란(idle time)?
컴퓨터가 작동 가능한데도 작업을 하지 않는 시간을 의미한다.

Task 1 과 Task 2 를 쪼개어 번갈아가며 수행하여 사용자 입장에선 두 작업이 동시에 일어나는 것처럼 느껴지게 된다.
결과적으로는 두 작업이 동시에 수행되는 것이 아니기 때문에,
10분 + 10분, 총 20분이 소요된다. (Context Switching 고려하지 않은 단편적인 예제이다.)

병렬성 (Parallelism)

• 멀티 코어에서 여러 스레드를 동시에 실행
• 실제로 동시에 여러 작업이 처리 됨
• 멀티 코어에서만 구현 가능
• 물리적인 개념

병렬성은 동일한 시간에 독립적인 작업을 실행할 수 있음을 의미한다.
동시성과는 달리 여러 작업을 다른 코어, 다른 프로세스, 별도의 컴퓨터 등에서 동시에 실행할 수 있다.

그래서 병렬 처리가 성능 향상에 필수적이라고도 한다.

병렬성은 자원(CPU 코어)의 입장에서 자기는 자기 할 일 1개만 하는 것이다.
따라서, 자원(CPU 코어)이 여러 개일 때 가능하다.

Task 1 과 Task 2 가 병렬적으로 동시에 수행된다. 이는 '멀티코어' 시스템에서 가능한 이야기이다.

코어 각각이 Task 1, Task 2 를 맡아 작업을 수행하면, 완전히 동시에 수행되는 것이다.
따라서, 각각 Task 가 10분씩이라면, 최종적으로 10분이 소요되는 것이다. 이 경우 Context Switching 이 일어나지 않는다.

 

동시성과 병렬성을 공부한 이유

안드로이드를 공부하다 보면 Tread와 Coroutine을 만나게 된다.
Tread와 Coroutine은 '동시성 프로그래밍' 을 위한 기술이다.
'동시성'을 보장하기 위해 등장한 두 기술을 이해하기 위해서는 동시성과 병렬성의 이해는 필수이다.

또한, 운영체제의 Mutil Process를 이해하기 위해서는 동시성과 병렬성을 알아야한다.

 

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참고

https://velog.io/@haero_kim/Thread-vs-Coroutine-%EB%B9%84%EA%B5%90%ED%95%B4%EB%B3%B4%EA%B8%B0#%EB%8F%99%EC%8B%9C%EC%84%B1-vs-%EB%B3%91%EB%A0%AC%EC%84%B1

https://yeonyeon.tistory.com/270