“하나의 새로운 프로세스를 생성하는 것 보다 하나의 새로운 쓰레드를 생성하는 것이 더 적은 비용이 든다.”
멀티쓰레드의 장단점
대부분의 프로그램이 멀티쓰레드로 작성되어 있다. 그러나, 멀티쓰레드 프로그래밍이 장점만 있는 것은 아니다.
장점
시스템 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있음
사용자에 대한 응답성이 향상됨
작업이 분리되어 코드가 간결해짐
단점
동기화에 주의해야 함
교착상태(dead-lock)가 발생하지 않도록 주의해야 함
각 쓰레드가 효율적으로 고르게 실행될 수 있게 해야 함
Java Thread
일반 스레드와 거의 차이가 없으며 JVM이 운영체제 역할을 함
자바에는 프로세스가 존재하지 않고 스레드만 존재
자바 스레드는 JVM에 의해 스케줄되는 실행 단위 코드 블록
자바 스레드 스케줄링은 전적으로 JVM에 의해 이루어짐
JVM이 관리하는 스레드 정보
스레드가 몇 개 존재하는지
스레드로 실행되는 프로그램 코드의 메모리 위치는 어디인지
스레드의 상태는 무엇인지
스레드의 우선순위는 얼마인지
즉, 개발자는 자바 스레드로 작동할 스레드 코드를 작성하고, 스레드 코드가 생명을 가지고 실행을 시작하도록 JVM에 요청하는 일 뿐
3~6. 쓰레드의 구현과 실행
쓰레드의 구현과 실행
Thread 클래스를 상속
Runnable 인터페이스를 구현 (다른 클래스를 상속 받을 수 있기 때문에 더 유연함)
Runnable r = new MyThread2();Thread t2 = new Thread(r);t2.start();
쓰레드의 실행 - start()
쓰레드 생성 후 start()를 호출해야 쓰레드가 작업을 시작함
Thread t1 = new Thread(); // 쓰레드 t1을 생성Thread t2 = new Thread(); // 쓰레드 t2을 생성t1.start(); // 쓰레드 t1을 실행t2.start(); // 쓰레드 t2을 실행
start()를 호출하면 실행 가능한 상태가 되는 것. 바로 실행되지 않음
OS 스케쥴러가 실행 순서를 결정. 먼저 호출되었다고 먼저 실행되지 않음
start() 와 run()
start() 가 새로운 호출 스택(Call stack)을 생성
생성된 호출 스택에서 run() 이 실행 됨
7~13. 싱글/멀티 쓰레드, I/O 블락킹
main 쓰레드
main 메서드의 코드를 수행하는 쓰레드
쓰레드는 ‘사용자 쓰레드’ 와 ‘데몬 쓰레드(보조 쓰레드)’ 두 종류가 있음
실행 중인 사용자 쓰레드가 하나도 없을 때 프로그램은 종료된다.
싱글쓰레드와 멀티쓰레드
context switching : 쓰레드의 작업 간 넘어가는 것
쓰레드의 I/O 블락킹
I/O 블락킹 : 입출력시 작업중단 현상
멀티 쓰레드는 입출력을 기다리는 구간 동안 다른 쓰레드를 사용할 수 있어 효율적
14~17. 쓰레드의 우선순위, 그룹
쓰레드의 우선순위
작업의 중요도에 따라 쓰레드의 우선순위를 다르게 하여 특정 쓰레드가 더 많은 작업시간을 갖게 할 수 있음
희망사항일 뿐 OS 스케쥴러에 의해 우선순위가 정해짐
void setPriority(int newPriority) // 쓰레드의 우선순위를 지정한 값으로 변경int getPriority() // 쓰레드의 우선순위를 반환public static final int MAX_PRIORITY = 10 // 최대우선순위public static final int MIN_PRIORITY = 1 // 최소우선순위public static final int NORM_PRIORITY = 5 // 보통우선순위
쓰레드 그룹
서로 관련된 쓰레드를 그룹으로 묶어서 다루기 위한 것
모든 쓰레드는 반드시 하나의 쓰레드 그룹에 포함되어 있어야 함
쓰레드 그룹을 지정하지 않고 생성한 쓰레드는 ‘main 쓰레드 그룹’에 속함
자신을 생성한 쓰레드(부모 쓰레드)의 그룹과 우선순위를 상속받음
18~21. 데몬 쓰레드, 쓰레드의 상태
데몬 쓰레드(daemon thread)
일반 쓰레드(non-daemon thread)의 작업을 돕는 보조적인 역할을 수행
일반 쓰레드가 모두 종료되면 자동적으로 종료됨
가비지 컬렉터, 자동저장, 화면 자동갱신 등에 사용됨
무한루프와 조건문을 이용해서 실행 후 대기하다가 특정조건이 만족되면 작업을 수행하고 다시 대기하도록 작성
public void run() { while (true) { try { Thread.sleep(3 * 1000); } catch(InterruptedException e) {} // autoSave 값이 true면 autoSave() 호출 if (autoSave) { autoSave(); } }}
// 쓰레드가 데몬인지 확인boolean isDaemon()// 쓰레드를 데몬 쓰레드로 변경 (반드시 start()를 호출하기 전에 실행되어야 함)void setDaemon(boolean on)
쓰레드의 상태
상태
설명
NEW
쓰레드가 생성되고 아직 start()가 호출되지 않은 상태
RUNNABLE
실행 중 또는 실행 가능한 상태
BLOCKED
동기화블럭에 의해서 일시정지된 상태(lock이 풀릴 때까지 기다리는 상태)
WAITING, TIMED_WAITING
쓰레드의 작업이 종료되지는 않았지만 실행가능하지 않은(unrunnable) 일시정지상태. TIMED_WAITING은 일시정지시간이 지정된 경우를 의미
TERMINATED
쓰레드의 작업이 종료된 상태
22~25. sleep(), interrupt()
sleep()
현재 쓰레드(자기 자신)를 지정된 시간동안 멈추게 함
static void sleep(long millis)static void sleep(long millis, int nanos)
예외처리를 해야 함 (InterruptedException 발생 시 깨어남)
특정 쓰레드를 지정해서 멈추게 하는 것은 불가능
interrupt()
대기상태(WAITING)인 쓰레드를 실행대기상태(RUNNABLE)로 만듬
void interrupt() // 쓰레드의 interrupted 상태를 false 에서 true 로 변경boolean isInterrupted() // 쓰레드의 interrupted 상태를 반환static boolean interrupted() // 현재 쓰레드의 interrupted 상태를 알려주고, false 로 초기화
26~27. suspend(), resume(), stop()
suspend(), resume(), stop()
쓰레드의 실행을 일시정지, 재개, 완전정지 시킴
하지만, deprecated 됨. 교착상태(dead-lock)를 일으킬 가능성이 있어서 권장 X
28~29. join(), yield()
join()
지정된 시간 동안 특정 쓰레드가 작업하는 것을 기다린다.
예외처리 해야 함 (InterruptedException이 발생하면 작업 재개)
yield()
남은 시간을 다음 쓰레드에게 양보하고, 자신(현재 쓰레드)은 실행대기
yield()와 interrupt()를 적절히 사용 시, 응답성과 효율성을 높일 수 있음
30~33. 쓰레드의 동기화
쓰레드의 동기화(synchronization)
멀티 쓰레드 프로세스에서는 다른 쓰레드의 작업에 영향을 미칠 수 있음
진행중인 작업이 다른 쓰레드에게 간섭받지 않게 하려면 ‘동기화’가 필요
쓰레드의 동기화 - 한 쓰레드가 진행중인 작업을 다른 쓰레드가 간섭하지 못하게 막는 것
동기화하려면 간섭받지 않아야 하는 문장들을 ‘임계 영역’으로 설정
임계 영역은 락을 얻은 단 하나의 쓰레드만 출입 가능 (객체 1개에 락 1개)
synchronized를 이용한 동기화
synchronized로 임계영역(lock이 걸리는 영역)을 설정하는 방법 2가지
// 1. 메서드 전체를 임계 영역으로 지정public synchronized void calcSum() { ...}// 2. 특정한 영역을 임계 영역으로 지정synchronized(객체의 참조변수) { ...}