안녕하세요. 꿀발자입니다. 이번 포스팅에서는 리눅스 vs 윈도우 프로세스 스케줄링을 비교하여 어떤 차이가 있는지 살펴보겠습니다. 프로세스 스케줄링은 CPU 자원을 효율적으로 관리하기 위해 매우 중요한 역할을 하며, 각 운영 체제는 이를 다르게 구현하고 있습니다. 이 글을 통해 리눅스와 윈도우의 프로세스 스케줄링 알고리즘, 우선순위 관리, 실시간 스케줄링 등 다양한 측면에서 그 차이를 명확하게 이해할 수 있을 것입니다.
프로세스 스케줄링
프로세스 스케줄링은 운영 체제가 CPU 자원을 효율적으로 관리하고 여러 프로세스가 동시에 실행될 수 있도록 하기 위해 사용하는 메커니즘입니다. 각 운영 체제마다 프로세스 스케줄링의 구현 방식은 다를 수 있지만, 그 기본적인 목적은 동일합니다.
윈도우OS와 리눅스OS 모두 효율적인 CPU 자원 관리를 위해 프로세스 스케줄링을 사용하지만, 윈도우는 우선순위에 중점을 두는 반면, 리눅스는 공정성에 더 중점을 둡니다.
스케쥴링 알고리즘
리눅스와 원도우의 스케줄링 알고리즘에 대해 설명합니다.
리눅스(Linux)
- 리눅스는 다양한 스케줄링 알고리즘을 지원합니다. 리눅스 커널 2.6 이후로는 주로 “Completely Fair Scheduler (CFS)”를 사용합니다. CFS는 각 프로세스에 공정한 CPU 시간을 부여하려는 목표로 설계되었습니다. 각 프로세스는 가상 런타임을 가지며, 프로세스가 CPU를 사용할 때마다 이 값이 증가합니다. 가장 작은 가상 런타임을 가진 프로세스가 우선적으로 스케줄링됩니다.
- 리눅스는 또한 실시간 프로세스를 위해 두 가지 실시간 스케줄링 정책(정적 우선순위를 기반으로 하는
SCHED_FIFO와 라운드 로빈 방식의SCHED_RR)을 제공합니다.
윈도우(Windows)
- 윈도우는 주로 “멀티레벨 큐 스케줄링(Multi-Level Feedback Queue Scheduling)”을 사용합니다. 여기서는 프로세스들이 우선순위에 따라 여러 큐에 배치됩니다. 우선순위가 높은 프로세스는 먼저 스케줄링되며, 우선순위가 낮은 프로세스는 CPU를 덜 자주 받을 수 있습니다. 만약 우선순위가 높은 프로세스가 없으면 낮은 우선순위 큐의 프로세스가 CPU를 사용하게 됩니다.
- 윈도우는 또한 우선순위 기반 스케줄링을 사용하며, 사용자 인터페이스와 관련된 프로세스(즉, 대화형 작업)는 더 높은 우선순위를 부여받아 보다 빠르게 처리됩니다.
우선순위 관리
리눅스와 윈도우는 우선순위 관리 방법에 대해 설명합니다.
리눅스(Linux)
리눅스에서는 프로세스의 우선순위를 nice 값으로 조절할 수 있습니다. nice 값은 -20에서 19 사이의 범위를 가지며, 값이 낮을수록 높은 우선순위를 가집니다. 실시간 프로세스의 경우 정적 우선순위를 가지며, SCHED_FIFO나 SCHED_RR 정책을 통해 정해집니다.
윈도우(Windows)
윈도우는 우선순위를 32단계로 구분합니다. 이 중 0-15는 사용자 모드에서, 16-31은 커널 모드에서 사용되는 우선순위입니다. 우선순위는 동적으로 변할 수 있으며, 특히 대화형 응용 프로그램이 일시적으로 높은 우선순위를 부여받아 사용자의 요구에 빠르게 응답하도록 합니다.
실시간 스케쥴링
리눅스와 윈도우의 실시간 스케줄링에 대해 설명합니다.
리눅스(Linux)
리눅스는 실시간 스케줄링을 위한 정책을 명시적으로 지원합니다. 실시간 스케줄링 정책(SCHED_FIFO, SCHED_RR)을 통해 높은 우선순위를 가진 작업이 실시간으로 처리되도록 보장합니다.
윈도우(Windows)
윈도우 역시 실시간 우선순위를 제공하지만, 리눅스보다 덜 엄격한 형태입니다. 실시간 우선순위는 주로 커널 모드에서 사용되며, 시스템 응답성을 높이기 위해 주로 대화형 작업에 우선권을 부여하는 방식으로 동작합니다.
프로세스 스케줄링에 대한 사용자 제어
리눅스와 윈도우의 프로세스 스케줄링에 사용자 제어 방법에 대해 설명합니다.
리눅스(Linux)
사용자는 nice, renice 명령을 통해 프로세스의 우선순위를 쉽게 조정할 수 있습니다. 이는 명령줄을 통해 수동으로 설정할 수 있으며, 일반 사용자가 nice 값을 증가시킬 수 있지만 감소시키려면 관리자 권한이 필요합니다.
윈도우(Windows)
윈도우에서는 작업 관리자를 통해 프로세스 우선순위를 조정할 수 있습니다. 여기서 우선순위를 실시간, 높음, 보통, 낮음 등으로 설정할 수 있으며, 일반적으로 이는 대화형 환경에서 쉽게 이루어집니다.
스케줄링 목표
리눅스와 윈도우의 스케줄링 목표에 대해 설명합니다.
리눅스(Linux)
리눅스의 스케줄링은 주로 서버 환경에서 효율적인 성능과 공정한 CPU 분배를 목표로 합니다. 따라서 공정성과 실시간 성능이 강조됩니다.
윈도우(Windows)
윈도우는 대화형 사용자 경험을 중시하는 방향으로 스케줄링이 이루어집니다. 응용 프로그램의 반응 속도를 높이고, 사용자 인터페이스의 원활한 동작을 보장하는 것이 중요합니다.
Final Thoughts
리눅스와 윈도우의 프로세스 스케줄링은 각 운영 체제의 철학과 목표에 따라 다르게 설계되었습니다. 리눅스는 주로 서버 환경에서의 공정성과 실시간 성능을 강조하는 반면, 윈도우는 대화형 사용자 경험과 빠른 응답을 중시합니다. 이를 통해 각 운영 체제가 어떤 목적을 가지고 프로세스 스케줄링을 구현하는지 이해할 수 있습니다.