스레드 스케줄링은 다중 스레드 환경에서 스레드들이 실행되는 순서를 결정하는 것을 말합니다. 스레드 스케줄링은 시스템의 자원을 효율적으로 사용하고, 우선순위를 부여하여 시간적 제약 조건을 충족시키기 위해 필요합니다.

스케줄러의 역할

스케줄러는 운영체제 또는 프로그래머가 정의한 스레드 우선순위에 따라 스레드를 스케줄링합니다. 스케줄러는 다음과 같은 역할을 수행합니다.

1. 스레드 우선순위 설정
   • 각 스레드에 우선순위를 부여하여 실행 우선순위를 정할 수 있습니다. 높은 우선순위를 가진 스레드는 낮은 우선순위를 가진 스레드보다 더 많은 실행시간을 할당받을 수 있습니다.
2. 스레드 상태 관리
   • 스케줄러는 각 스레드의 상태를 관리합니다. 대기, 실행, 종료 등의 상태를 판단하고 적절한 작업을 수행합니다.
3. 컨텍스트 스위칭
   • 스케줄러는 현재 실행 중인 스레드와 다음에 실행할 스레드 간의 컨텍스트 스위칭을 수행합니다. 이는 빠르고 효율적인 방식으로 수행되어야 합니다.
4. 스레드 우선순위 변경
   • 스레드의 우선순위는 프로그램 실행 중에 동적으로 변경할 수 있습니다. 스레드의 우선순위를 적절하게 조정하여 시스템 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

스레드 스케줄링 알고리즘

스레드 스케줄링 알고리즘은 스레드를 어떤 순서로 실행할지 결정하는 규칙들의 집합입니다. 스레드 스케줄링 알고리즘은 다음과 같은 종류가 있습니다.

1. 선점 스케줄링(Preemptive Scheduling)
   • 우선순위가 높은 스레드가 다른 스레드를 강제로 대체하여 실행할 수 있는 방식입니다. 우선순위나 시간 할당량에 따라 스레드를 선정하여 실행합니다. 대부분의 운영체제에서 사용되는 방식입니다.
2. 비선점 스케줄링(Non-Preemptive Scheduling)
   • 스레드가 자원 할당을 종료할 때까지 실행을 유지하는 방식입니다. 해당 스레드가 종료되거나 대기 상태로 전환될 때까지 다른 스레드의 실행을 막습니다.
3. Round Robin 스케줄링
   • 시간 할당량(Time Slice)에 따라 스레드를 번갈아가며 실행하는 방식입니다. 미리 정해진 시간이 경과하면 다음 스레드로 전환됩니다. 주로 시분할 시스템에서 사용됩니다.

스레드 스케줄링은 프로그램의 성능과 반응 시간을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 스레드 스케줄링 알고리즘을 효과적으로 선택하고 설정하는 것이 중요합니다.

// 예시: Swift에서 스레드 우선순위 지정하기

let highPriorityThread = Thread {
    // 높은 우선순위 스레드의 실행 로직
}

highPriorityThread.qualityOfService = .userInteractive
highPriorityThread.start()

let lowPriorityThread = Thread {
    // 낮은 우선순위 스레드의 실행 로직
}

lowPriorityThread.qualityOfService = .utility
lowPriorityThread.start()

참고 문헌:

• Thread Scheduling
• Multithreading in Swift: Understanding Quality of Service Classes