Skip to content

thread.md

Latest commit

 

History

History
143 lines (115 loc) · 8.46 KB

thread.md

File metadata and controls

143 lines (115 loc) · 8.46 KB

쓰레드

쓰레드의 장점

  • 프로세스 하나를 생성할 때보다 메모리를 적게 점유한다.
  • 멀티 코어 프로세서일 경우, 단일 쓰레드로 실행할 때보다 다중 쓰레드로 실행할 때 빠르다.

쓰레드 생성

Java에서 쓰레드 생성하는 방법

  • Runnable 인터페이스 사용

  • Thread 클래스 사용

  • 쓰레드가 수행되는 직접 구현한 메소드는 run() 메소드다.

  • 쓰레드를 시작하는 메소드는 start()이다.

  • start() 메소드를 통해서 시작했다는 것은 프로세스가 아닌 하나의 쓰레드를 JVM에 추가하여 실행하는 것이다.

  • 생성한 쓰레드는 run() 메소드가 종료되면 끝난다.

  • 쓰레드가 생성될 때마다 별도의 스택이 할당된다. https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se11/html/index.html

Runnable 인터페이스 사용, Thread 클래스 사용 두가지 방법을 제공하는 이유

  • 자바에서는 하나의 클래스만 확장할 수 있기 때문이다
    • 어떤 클래스가 다른 클래스를 확장해야 하는 상황인데, 다른 클래스는 Thread를 확장하지 않았고, 쓰레드로 구현해야 한다면, 다중 상속이 불가능하므로 Runnable 인터페이스를 구현해서 사용하면 된다.
  • 쓰레드 클래스가 다른 클래스를 확장할 필요가 있을 경우, Runnable 인터페이스를 구현하면 되며, 그렇지 않은 경우에는 쓰레드 클래스를 사용하는 것이 편하다.

sleep

  • Thread에 있는 static 메소드는 대부분 해당 쓰레드를 위해서 존재하는 것이 아니라, JVM에 있는 쓰레드를 관리하기 위한 용도로 사용된다.
  • sleep(long mills) : 매개 변수로 넘어온 시간(1/1000초) 만큼 대기한다.
    • Thread의 정적 메소드 : 쓰레드 인스턴스에서 호출되도 결국 정적 메소드가 호출되기 때문에 현재 실행중인 쓰레드가 잠들어 버린다.
    • 주어진 밀리초 동안 해당 쓰레드를 멈춤
  • 데몬 쓰레드를 제외하면, 쓰레드가 종료되지 않으면 해당 자바 프로세스는 끝나지 않는다.

쓰레드의 우선 순위

  • 대기하고 있는 상황에서 더 먼저 수행할 수 있는 순위
  • 쓰레드의 우선순위는 운영체제에서 결정권이 있기 때문에 자바 코드 상 설정이 강제되진 않는다.

데몬 쓰레드(Deemon Thread)

  • 데몬 쓰레드가 아닌 사용자 쓰레드는 JVM이 해당 쓰레드가 끝날 때까지 기다린다.
  • 데몬 쓰레드는 해당 쓰레드가 종료되지 않아도 다른 실행 중인 일반 쓰레드가 없다면 멈춰 버린다.
  • 모니터링과 같이 부가적인 작업을 수행하는 쓰레드를 선언할 때 데몬 쓰레드로 만든다.

synchronized

  • 쓰레드가 안전함을 보장할 때 사용

synchronized 사용 방법

  • 메소드 자체를 synchronized로 선언하는 방법(synchronized methods)
    • 같은 객체를 참조할 때에만 유효하다.
  • 다른 하나는 메소드 내의 특정 문장만 synchronized로 감싸는 방법(synchronized statements)

쓰레드 상태를 통제하는 메소드

리턴 타입 메소드 이름 및 매개 변수 설명
Thread.state getState() 쓰레드 상태를 확인
void join() 수행 중인 쓰레드가 중지할 때까지 대기
void interrupt() 수행 중인 쓰레드에 중지 요청

쓰레드 상태

상태 의미
NEW 쓰레드 객체는 생성되었지만, 아직 시작되지는 않은 상태
RUNNABLE 쓰레드가 실행중인 상태
BLOCKED 쓰레드가 실행 중지 상태이며, 모니터 락(monitor lock)이 풀리기를 기다리는 상태
WAITING 쓰레드가 대기 중인 상태
TIMED_WAITING 특정 시간만큼 쓰레드가 대기 중인 상태
TERMINATED 쓰레드가 종료된 상태
  • 쓰레드는 NEW -> 상태 -> TERMINATED의 라이프 사이클을 가진다.

Alt text

interrupt()

  • interrupt() 메소드는 현재 수행 중인 쓰레드를 InterruptedException을 발생시키면서 중단시킨다.
    • 해당 쓰레드의 run에 InterruptedException 발생시킴
      • sleep 등에 의해 정지 상태에 있을 때
    • sleep 메소드가 해당 예외를 던지는 이유
      • 강제하는 것이 아니라 메시지를 던지는 것
      • 해당 쓰레드에서 받아주어야 함
  • 쓰레드가 시작하기 전이나, 종료된 상태에 interrupt() 메소드를 호출하면 예외나 에러 없이 다음 문장으로 넘어간다.

Object 클래스에 선언된 쓰레드 관련 메소드들

리턴 타입 메소드 이름 및 매개 변수 설명
void wait() 다른 쓰레드가 Object 객체에 대한 notify() 메소드나 notifyAll() 메소드를 호출할 때까지 현재 쓰레드가 대기하고 있도록 한다.
void wait(long timeout) 매개 변수에 지정한 시간만큼 대기. 매개 변수 시간을 넘어서면 현재 쓰레드는 다시 깨어남
void notify() Object 객체의 모니터에 대기하고 있는 단일 쓰레드를 깨운다.
void notifyAll() Object 객체의 모니터에 대기하고 있는 모든 쓰레드를 깨운다.
  • wait() 메소드가 호출되면, 쓰레드 상태는 WAITING 상태가 된다.
  • 어떤 주체가 WAITING 상태의 쓰레드를 깨워줘야만 WAITING 상태에서 풀린다.
  • interrupt() 메소드를 호출하면 대기 상태에서 풀려날 수도 있지만 InterruptedException이 발생한다.
  • notify() 메소드를 호출해서 대기상태를 풀어야 InterruptedException도 발생하지 않고, wait() 이후의 문장도 정상적으로 수행하게 된다.

ThreadGroup

  • ThreadGroup : 쓰레드 관리를 용이하게 하기 위한 클래스, 용도가 다른 여러 쓰레드를 관리한다.
  • 쓰레드 그룹은 트리 구조를 가진다.

ThreadLocal

volatile

  • volatile 변수에 대한 읽기 및 쓰기 작업은 어떻게 동작하나요? volatile 변수는 읽기 및 쓰기 작업은 즉시 메인 메모리에서 읽어오고 저장하는 방식으로 동작합니다. 스레드가 변경한 값을 즉시 메인 메모리에 기록하기에 CPU 캐시에만 변경된 값이 쓰여 다른 스레드가 변수의 최신 값을 볼 수 없는 문제, 즉 가시성 문제를 해결할 수 있습니다.

  • 아래의 코드는 volatile 변수를 사용했지만 Counter 클래스는 완벽한 동기화가 제공이 되지 않습니다. 이유가 무엇일까요~? 한 스레드가 공유변수 메인 메모리에서 count를 읽고 추가 연산을 해 다시 공유변수에 변경된 값을 저장하는 사이에 다른 스레드가 공유변수에 접근해 값을 읽고 변경할 수 있기 때문입니다. count를 하나 증가시키는 작업은 기존의 값을 읽고, 연산을 수행하고, 수행 결과를 쓰는 세가지 작업으로 나눠져 있기에 원자성이 보장되지 않고, volatile은 상호 배제 락을 지원하지 않기에 다른 쓰레드의 접근이 가능하게 됩니다.

public class Counter {
    private volatile int count = 0;

    public void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

메모리 일관성

참고사항

쓰레드와 프로세스 차이

  • 프로세스 process

    • 각 프로그램마다 진행
    • 각각 메모리 공간을 할당 받음
      • 코드, 데이터, 기타 시스템 자원
      • 기본적으로 프로세스 간 공유되지 않음
    • 생성 시 비교적 많은 시간과 메모리 소모
    • 종료 시 프로그램 종료

  • 쓰레드 thread

    • 한 프로세스 안에 여러 개 생성되어 진행될 수 있음
    • 프로세스 내의 자원을 여러 쓰레드가 공유
    • 프로세스보다 생성 부담이 적음

  • JSP와 Servlet

  • 이펙티브 자바 : 공유 중인 가변 데이터와 스레드 동기화

참고자료

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/sync.html https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/package-summary.html#MemoryVisibility https://junghyungil.tistory.com/99 https://programmer-chocho.tistory.com/82#:~:text=Java%EC%9D%98%20volatile%20%ED%82%A4%EC%9B%8C%EB%93%9C%EB%8A%94,%EB%A9%94%EC%9D%B8%20%EB%A9%94%EB%AA%A8%EB%A6%AC%EC%97%90%20%EA%B8%B0%EB%A1%9D%EB%90%9C%EB%8B%A4.