멀티 스레딩(multi-threading)

자바에서 멀티 스레딩은 프로그램의 여러 부분이 동시에 실행되도록 하는 기술.

자원의 효율적 사용과 응용 프로그램의 반응성 향상을 달성 가능

멀티 스레딩은 하나의 프로세스 내에서 여러 개의 스레드를 생성하여 각 스레드가 작업을

수행하도록 함으로써 병렬 처리를 가능하게 함.

멀티스레딩(Multi - threading)
여러 thread가 동시에 수행되는 프로그래밍, 여러 작업이 동시에 실행되는 효과
thread는 각각 자신만의 작업 공간을 가짐(call Stack)
각 thread사이에서 공유하는 자원이 있을 수 있음(자바에서는 static instance)
여러 thread가 자원을 공유하여 작업이 수행되는 경우
서로 자원을 차지하려는 race condition이 발생가능
여러 thread가 공유하는 자원 중 경쟁이 발생하는 부분을 critical section이라고 함

 

멀티스레딩 장점

• 자원의 효율적 사용" CPU 사용률을 향상시키고 자원을 효율적으로 사용
• 응용 프로그램의 반응성 향상: 긴 작업을처리하는 동안 사용자 인터페이스가 멈추지 않고 반응 가능.
• 병렬 작업: 여러 하드웨어 코어를 활용하여 작업을 병렬로 처리할 수 있어 실행시간 단축

멀티스레딩 주의사항

멀티 스레딩 환경에서 여러 스ㅔ드가 동일한 자원에 동시에 접근할 때 발생할 수 있는 문제들을 고려해야 함.

ex) 경쟁 상태, 교착상태

이러한 문제를 해결하기 위해 동기화 메커니즘 제공

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멀티 스레드 프로그래밍에서 동기화

동기화( synchronization )

• 두 개의 thread가 같은 객체에 접근할 경우, 동시에 접근 함으로써 오류가 발생
• 동기화는 임계 영역에 접근한 경우 공유 자원을 lock 하여 다른 thread의 접근을 제어
• 자바에서는 synchronized메서드나 synchronized 블럭을 사용.

synchronized메서드 : 객체의 메서드에 synchronized 키워드 사용 (현재 이 메서드가 속해있는 객체에 lock을 검)

 

synchronized 블럭: 현재 객체 또는 다른 객체를 lock으로 만듦

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스레드 공유 실습 코드

-BankAccount

package thread;

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;

@Getter
@Setter
@ToString
public class BankAccount {

    private int money = 100_000;

    // 기능 -> 입금, 출금

    // 입금 기능
    // synchronized --> 동기화
    public synchronized void  saveMoney(int money) {
        // 현재 금액을 지역 변수에 저장
        int currentMoney = getMoney();
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        // 10만원 + 3만원 = 13만원
        setMoney(currentMoney + money);
        System.out.println("입금후 현재 계좌 잔액 : " + getMoney());
    }

    // 출금 기능
    public int withDraw(int money) {
        // 블럭을 사용해서 동기화 처리
        synchronized (this) {
            int currentMoney = getMoney();

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            // 만약 10만원에서 만 원 출금하면 9만원이 남아야 한다.
            // 방어적 코드 생략
            setMoney(currentMoney - money);
            System.out.println("출금 후 현재 계좌 잔액 : " + getMoney());
            return money;
        }
    }

}

 

-Father

package thread;

public class Father extends Thread {

    BankAccount bankAccount;

    public Father(BankAccount bankAccount) {
        this.bankAccount = bankAccount;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 입금 처리
        bankAccount.saveMoney(10_000);
    }
}

 

-Mother

package thread;

public class Mother extends Thread {

    BankAccount bankAccount;

    public Mother(BankAccount bankAccount) {
        this.bankAccount = bankAccount;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 출금
        bankAccount.withDraw(5_000);
    }
}

 

-Main

package thread;

public class Main {

    // 메인 쓰레드
    public static void main(String[] args) {
        // 최초 10만원을 가지고 있음
        BankAccount bankAccount = new BankAccount();

        Father father = new Father(bankAccount);
        Mother mother = new Mother(bankAccount);

        // 아버지가 먼저 입금을 한다 (만원)
        father.start();
        // 어머니가 장을 보기위해 출금한다 (5천원)
        mother.start();
        // 10만원  + 만원 - 5천원 = 10만5천원 ...

    } // end of main
}