런타임 환경(runtime environment)이란?
런타임 환경(runtime environment)은 코드 실행(code execution)을 위한 플랫폼(platform)을 제공하는 소프트웨어 도구 세트이다. 코드는 코드가 제대로 작동하는 데 필요한 리소스와 인터페이스를 제공하는 런타임 환경 내에서 실행되는 것이다.
모든 프로그래밍 언어에는 프로그램이 실행되는 환경을 제공하는 일종의 런타임 환경이 있다. 런타임 환경에서는 애플리케이션 메모리 관리, 프로그램이 변수에 어떻게 접근하는지, 절차 간에 매개변수를 어떻게 주고 받게 되는지 등 여러 부분에 관여한다.
일반적으로 런타임 환경은 heap, stack, queue를 설정하고 관리하는 책임이 있으며 garbage collector, thread 또는 언어에 내장된 기타 동적 기능과 같은 기능을 포함할 수 있다.
stack, heap, queue는 무엇일까?
heap, stack, queue는 런타임 환경에서 다양한 유형의 데이터를 저장하고 관리하는 데 사용되는 서로 다른 메모리 관리 개념입니다.
stack은 함수 호출에 필요한 임시 데이터를 저장하는 데 사용되는 메모리 영역이다. LIFO(Last In First Out) 방식으로 작동하기에, 가장 마지막으로 push된 항목이 가장 먼저 pop off된다. stack에 대한 접근은 빠르지만, 크기가 제한되어 있기에 동적으로 크기를 조절할 수 없다.
heap은 가변 크기의 개체 및 데이터 구조를 저장하는 데 사용할 수 있는 동적 메모리 영역이다. heap의 메모리 할당 및 해제는 프로그램에서 관리하며 필요에 따라 더 많은 메모리를 할당할 수 있다. heap은 stack보다 액세스 속도가 느리지만 heap의 크기는 제한되지 않으며 런타임 시 확장 및 축소될 수 있습니다.
queue는 FIFO(First In First Out) 방식으로 작동하는 데이터 구조이다. queue는 일반적으로 작업 예약, 이벤트 처리 및 비동기 처리 관리에 사용된다. 컴퓨터 과학에서 queue는 연결된 목록, 배열 또는 우선 순위 대기열과 같은 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
그렇다면, thread는 (with process)?
process는 하나 이상의 스레드에 의해 실행되는 프로그램의 인스턴스이다. 프로세스에는 고유한 메모리 공간과 시스템 리소스(file descriptors, network connections)가 있다.
Thread는 가벼운 하위 프로세스이며, 동일한 프로세스의 다른 스레드와 동일한 메모리 공간 및 시스템 리소스를 공유하므로 스레드 간의 통신 및 조정이 더 쉽다. Thread를 통해 병렬 처리를 구현하거나, 사용자 인터페이스의 응답성을 향상, 백그라운드 작업 수행 및 복잡한 작업을 동시에 실행할 수 있는 더 작은 하위 작업으로 분할이 가능하다.
process와 thread 모두 컴퓨터 과학에 있어 필수 개념이며, 시스템 요구 사항에 따라 사용 방법이 다양하다.
