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Context Switching은 왜 느릴까 멀티코어 CPU와 멀티스레드 구조를 공부하다 보면 처음에는 “작업을 많이 동시에 돌릴수록 무조건 좋은 거 아닌가?”라는 생각이 들기 쉽다. 나도 예전에는 CPU 코어와 스레드 숫자가 많아지면 컴퓨터가 그냥 계속 더 빨라지는 줄 알았다. 그런데 실제 운영체제와 CPU 구조를 조금씩 공부하다 보니까, 작업을 여러 개 동시에 처리하는 것 자체에도 꽤 큰 비용이 존재한다는 걸 알게 됐다. 그리고 그 대표적인 비용 중 하나가 바로 Context Switching이다.처음에는 이름만 봐도 굉장히 어려워 보였다. 그런데 개념 자체는 생각보다 직관적이었다. 쉽게 말하면 CPU가 “지금 하던 작업을 잠시 멈추고 다른 작업으로 갈아타는 과정”이다. 문제는 이 작업 전환이 단순히 버튼 한 번 누르는 수준이 아니라, CPU .. 2026. 5. 22.
ABA Problem은 왜 Lock-Free 구조를 어렵게 만들까 Lock-Free Programming까지 공부하고 나면 처음에는 “이 정도면 락 없이도 꽤 안전하게 동시성을 처리할 수 있겠는데?”라는 생각이 들기 쉽다. 나도 처음에는 CAS(Compare-And-Swap) 같은 원자 연산이 거의 완벽한 해결책처럼 느껴졌다. 락 없이도 여러 스레드가 동시에 데이터를 수정할 수 있고, CPU도 기다리는 시간을 줄일 수 있으니 굉장히 효율적으로 보였기 때문이다. 그런데 조금 더 깊게 들어가 보니까 Lock-Free 구조에도 꽤 무서운 함정이 숨어 있었고, 그 대표적인 문제가 바로 ABA Problem이었다.처음 이름을 들었을 때는 솔직히 왜 이런 이름이 붙었는지 잘 이해가 안 됐다. 그런데 구조를 이해하는 순간 바로 감이 왔다. “값은 원래대로 돌아왔지만, 중간에 뭔가 .. 2026. 5. 22.
Lock-Free Programming은 왜 어려울까 멀티코어 CPU와 동시성(concurrency) 구조를 공부하다 보면 결국 계속 등장하는 문제가 하나 있다. 바로 여러 스레드가 동시에 같은 데이터를 다루는 순간 어떻게 안전하게 처리할 것인가 하는 문제다. 나도 처음에는 그냥 Lock이나 Mutex를 사용하면 대부분 해결되는 줄 알았다. 실제로 많은 프로그램들은 락을 사용해서 Race Condition 같은 문제를 막는다. 그런데 조금 더 찾아보니까 현대 서버나 고성능 시스템에서는 오히려 “락을 최대한 줄이려는 방향”으로 계속 발전하고 있다는 걸 알게 됐다. 그리고 그 과정에서 등장하는 대표적인 개념이 바로 Lock-Free Programming이다.처음 이름만 들었을 때는 솔직히 굉장히 멋있어 보였다. “락 없이 동시성을 처리한다”는 말 자체가 뭔가 .. 2026. 5. 21.
Memory Barrier는 왜 필요할까 멀티코어 CPU와 동시성(concurrency) 구조를 공부하다 보면 어느 순간부터는 “컴퓨터가 생각보다 너무 자유롭게 움직이고 있다”는 느낌을 받게 된다. 나도 처음에는 프로그램 코드가 위에서 아래 순서대로 그대로 실행되는 줄 알았다. 예를 들어 1번 코드 다음에 2번 코드가 있고, 그다음 3번 코드가 있으면 CPU도 당연히 그 순서대로 처리한다고 생각했다. 그런데 실제 CPU는 성능을 높이기 위해 명령어 순서를 내부적으로 바꾸기도 하고, 메모리 접근 순서를 최적화하기도 한다는 걸 알고 꽤 충격이었다.특히 싱글코어 환경에서는 별문제가 없어 보이던 코드가 멀티코어 환경으로 가는 순간 갑자기 이상하게 동작할 수 있다는 점이 인상 깊었다. 그리고 이런 문제를 막기 위해 등장한 개념 중 하나가 바로 Memor.. 2026. 5. 21.
Deadlock(교착상태)은 왜 발생할까 멀티스레드와 동시성(concurrency) 구조를 공부하다 보면 생각보다 “속도를 높이는 것”보다 “충돌을 막는 것”이 훨씬 더 어려운 문제처럼 느껴질 때가 많다. 나도 처음에는 CPU 코어가 많아지고 스레드가 많아질수록 무조건 성능이 좋아질 거라고 생각했었다. 그런데 실제로는 여러 작업이 동시에 움직이는 순간부터 프로그램 구조가 엄청 복잡해지기 시작했고, 그 과정에서 등장하는 대표적인 문제가 바로 Deadlock, 즉 교착상태였다.처음 이 단어를 들었을 때는 그냥 프로그램이 멈추는 현상 정도로만 생각했다. 그런데 구조를 이해하고 나니까 단순 오류라기보다는, 여러 작업이 서로를 기다리다가 영원히 멈춰버리는 상황에 더 가까웠다. 특히 재미있었던 건, 이게 단순히 코드 실수라기보다 “동시에 안전하게 처리하려.. 2026. 5. 20.
Race Condition은 왜 무서운 버그일까 멀티코어 CPU와 멀티스레드 구조를 공부하다 보면 결국 “여러 작업이 동시에 움직이는 환경”이 얼마나 복잡한지 조금씩 느껴지기 시작한다. 나도 처음에는 컴퓨터가 여러 작업을 동시에 처리한다는 게 그냥 성능 좋은 기술 정도로만 보였다. 그런데 실제로는 여러 스레드가 동시에 같은 데이터를 건드리는 순간 생각보다 위험한 상황들이 굉장히 많이 발생할 수 있었다. 그리고 그 대표적인 문제가 바로 Race Condition이다.처음 이름만 들었을 때는 자동차 경주 같은 느낌이라 왜 이런 이름이 붙었는지 이해가 잘 안 됐다. 그런데 구조를 보고 나니까 이유가 바로 보였다. 여러 작업이 “누가 먼저 실행되느냐”를 두고 경쟁(Race)하는 상황이기 때문이다. Race Condition은 실행 순서에 따라 결과가 달라지는.. 2026. 5. 20.

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