[JAVA] 스레드

프로그램

 실행이 안된 상태를 의미하며, 프로그래밍 코드의 집합체를 의미한다.

 

프로세스

 프로그램의 한 단위를 말하며 실행 중인 프로그램으로 메모리에 독립적으로 저장되어 실행된다.

 

스레드

 프로그램 내에서 동작하는 작업 단위를 말하며 스레드를 통해 동시에 여러 가지 작업을 할 수 있다.

 

   - 단일 쓰레드

      처리 경로를 한 개만 가지고 있기 때문에 직렬적이다.

      한 번에 하나씩 처리하기 때문에 상대적으로 비효율적이다.

      하지만 하나의 작업에 문제가 발생하더라도 다른 작업은 시작하지 않았기 때문에

      다른 작업에는 문제가 발생하지 않는다.

      따라서 안정성이 보장되고 설계 시 멀티쓰레드에 비해 쉽다.

 

   - 멀티 쓰레드

      하나의 프로세스를 동시에 처리하는 것처럼 보이지만 매우 짧은 단위로 분할해서 차례로 처리한다.

      여러 개의 처리 경로를 가질 수 있도록 하며, 동시 작업이 가능해진다.

      설계하기 어려우며, 하나의 쓰레드 문제 발생 시 모든 쓰레드에 문제가 발생하게 된다.

      멀티 쓰레드로 설계했다면, 처리량 증가, 효율성 증가, 처리비용 감소의 장점이 있기 때문에

      단점을 감수하고 설계하는 편이다.

 

멀티 쓰레드 구현 방법

핵심 : run() 메소드 재정의 (오버라이딩)

1. Thread 클래스 상속

 

 Thread 클래스를 상속 받게 되면 run() 메소드 구현이 강제되어 아래와 같이 구현해야 한다.

class Test01 extends Thread {

	...

	@Override
	public void run() {
		// 실행할 문장
	}
    
    ...
}

 

 

2. Runnable 인터페이스 구현

 기존에 상속되어 있는 클래스를 스레드로 만들려면 Runnable 인터페이스를 상속하여 구현할 수 있다. 아래와 같이 Runnable을 매개 값으로 갖는 생성자를 호출해 생성한다.

Thread th = new Thread(Runnable을 상속한 인스턴스);

 

동기화(Synchronized)

 자원 공유 시 연산을 건너뛰는 이상한 문제가 생긴다. 이는 속도가 빠르기 때문에 이미 처리한 것으로 생각하고 넘어가기 때문이다. 이런 상황에서는 문제가 생기는 코드 또는 메소드 부분만 단일 처럼 처리할 수 있고, 이 때 사용하는 문법이 동기화이다.

 

1. 동기화 블럭 : 소스코드에 부분적으로 동기화 영역을 작성한다.

synchronized(mutex) {
      // 동기화된 코드;
}

   

2. 동기화 키워드 : 메소드 또는 클래스 등에 키워드를 작성하여 전체적인 부분을 동기화해준다.

접근자 synchronized 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) {
   // 동기화된 코드;
}

 

스레드 상태

상태	상수	설명
생성	NEW	스레드 객체가 생성되었지만 아직 start() 메소드가 호출되지 않은 상태
대기	RUNNABLE	실행 대기 또는 실행 상태로 언제든지 갈 수 있는 상태
일시정지	WATING	다른 스레드가 종료될 때까지 대기하는 상태
	TIMED_WATING	주어진 시간 동안 대기하는 상태
	BLOCKED	락이 풀릴 때까지 대기하는 상태
종료	TERMINATED	수행을 종료한 상태

스레드의 상태는 생성, 대기, 일시정지, 종료 4가지로 구분하며, 상태 구분에 따른 값을 상수로 가지고 있다. 

스레드는 '생성 --> 대기 <--> 실행 --> 종료' 순으로 진행되고, 실행 순서를 설명하자면 스레드 객체를 생성하고 start() 메소드를 호출하면 실행 대기 상태가 된다. 실행되지 않고 기다리고 있다가 하나의 스레드가 선택되면, CPU가 run() 메소드를 실행하도록 한다. 이 때가 실제 실행 상태를 의미하고 run()이 실행되는 도중에 실행 대기상태로 돌아갈 수 있다. 더이상 실행할 코드가 없으면 실행을 멈추게 되고 이 상태를 종료 상태라고 한다.

 

스레드 sleep()

 sleep 메소드는 주어진 시간 동안 스레드를 정지시키는 메소드이다. 해당 기능은 모든 스레드를 대기시키며, 주어진 시간이 지나면 풀리게 된다. 

Thread.sleep(딜레이 할 시간); // 1000당 1초

 

wait()와 notify()

 여러 개의 스레드가 동시에 동작할 경우 , 하나의 스레드가 완료되어야 다음 스레드가 동작할 수 있는 경우가 있다. 그 때 사용하는 메소드가 wait() 와 notify() 메소드이다. wait() 메소드는 스레드를 대기시킬 때, notify()는 대기중인 스레드를 다시 동작 시킬 때 사용한다.

 

예제

public class Test01 {
	private int stackCount = 10;
    
    pubilc synchronized void addStack(int stackCount) {
    	this.stackCount += stackCount;
        
        if(this.stackCount >= 10) {
        	System.out.println("=== 스레드 깨우기 ===");
            notify(); // 대기중인 스레드 동작 시키기
        }
    }
    
   	 pubilc synchronized void addStack(int leaveCount) {
    	try {
        	if(leaveCount > this.stackCount) {
            	this.stackCount = 0;
            } else {
            	this.stackCount -= leaveCount;
            }
            
            if(this.stackCount == 0) {
            	System.out.println("=== 짐 없음 대기 ===");
                wait(); // 스레드 대기시키기
                System.out.println("=== 짐 없음 완료 ===");
            }
        }
        catch(Exception e) {
        	e.printStackTrace();
        }
    }
    public int getStackCount() {
    	return this.stackCount;
    }
}