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[OS] 얼마나 자주 컨텍스트 스위칭(Context Switching)이 발생할까?

2021-04-24
goodGid
OS

이 글은 운영체제 공룡책 강의를 듣고 정리한 내용입니다.

Context Switching

  • OS에서 컨텍스트 스위칭은 필연적으로 발생한다.

    ( 컨텍스트 스위칭 개념은 여기서 다루지 않는다. )

    그렇다면 얼마나 일어나는지 명령어를 통해 확인해보자 !

  • 2가지를 확인해 본다.

  1. 컨텍스트 스위칭이 얼마나 일어나는가

  2. 해당 프로세스는 몇 번의 선점/비선점을 당하였는가


CMD

vmstat

  • vmstat는 가상 메모리의 상태를 확인할 수 있는 명령어이다.

    그리고 출력되는 여러 상태 중 몇 번의 Context Switching이 발생했는지도 알 수 있다.

    // CS = Context Switching

  • vmstat 사용법으로는 vmstat x y 형식이며

    x초씩 y번 가상 메모리 상태를 출력시켜준다.

man vmstat

## NAME
vmstat - Report virtual memory statistics

## SYNOPSIS
vmstat [options] [delay [count]]

## DESCRIPTION
vmstat reports information about processes, memory, paging, block IO, traps, disks and cpu activity.
The  first report produced gives averages since the last reboot.
Additional reports give information on a sampling period of length delay.  
The process and memory reports are instantaneous in either case

vmstat 1 10

  • 1초씩 10번 가상 메모리의 상태를 출력한다.

    그리고 결괏값을 보면

    1초마다 0 -> 107 -> 125 -> … -> 117 -> 241번의

    컨텍스트 스위칭이 발생했음을 확인할 수 있다.


선점 vs 비선점

  • 현재 CPU를 점유하고 있는 프로세스는

    선점 혹은 비선점 방식으로 컨텍스트 스위칭이 발생한다.

  • 여기서 /proc/{Process ID}/stats 명령어를 사용하여

    해당 프로세스가 몇 번의 선점/비선점을 당했는지 Count를 알 수 있다.

/proc/1/stats

  • Process ID가 1인 프로세스에 관해 확인하려고 한다.

    가장 상단에 Name을 보면 해당 프로세스의 이름은 systemd 이고

    하단을 보면 voluntary_ctxt_switches(= 비선점)nonvoluntary_ctxt_switches(= 선점)의 Count를 볼 수 있다.

  • 해석해 보자면 systemd 프로세스는

    비선점에 의한 컨텍스트 스위칭이 발생 횟수는 4704517번이고

    선점에 의한 컨텍스트 스위칭은 174165번 발생했다.


Summary

  • 컨텍스트 스위칭과 관련된 정보를 어떻게 확인할 수 있는지 알아봤다.

    vmstat/proc/{PID}/status 명령어를 기억해두자 !

  • 참고 : 이 글에서 다루는 개념은 강의(14분 30초)를 참고하였습니다.


Reference


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