멀티 태스킹

[Java] 멀티 태스킹의 스레드, 프로세스, 동기화

Jan 03, 2024

Contents

멀티 스레딩(multi-threading)프로세스와 스레드 스레드 예제 데드락 동기화

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멀티 태스킹은 여러 개의 작업을 동시에 실행하는 기법이다.

멀티 스레딩(multi-threading)

병렬작업의 아이디어를 하나의 애플리케이션 안으로 가져온 것이다.

각각의 작업을 스레드(thread)라고 한다.

사용이유

여러가지 작업을 동시에 진행할 때 속도를 빠르게 하기 위해 사용

프로세스와 스레드

컴퓨터에는 프로세스(process)와 스레드(thread)라는 2가지의 실행 단위가 있다.

프로세스 : 하드디스크에 있는 프로그램이 램으로 로드되는 것.

모든 프로세스는 반드시 스레드를 하나 이상 가진다.

스레드 예제


public class ThreadEx01 {

    public static void sub1() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            try {
                System.out.println("start1 thread : " + i);
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

    public static void sub2() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            try {
                System.out.println("start2 thread : " + i);
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

    // main thread
    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            sub1();
        });
        t1.start();

        // 실을 만드는 것
        Thread t2 = new Thread(() -> {
            sub2();
        });
        t2.start(); // 실을 시작하는것
    } // main 스레드 종료
}

t1.start()와 t2.start()는 순차적으로 실행 되는 것이 아니라 동시에 같이 실행된다.

람다식을 이용해서 스레드를 작성하는것이 간편하다.


class MyFile {

    // 하드디스크 기록 (I/O)
    public void write() {
        try {
            Thread.sleep(5000); // sleep은 예외처리가 필요함
            System.out.println("파일 쓰기 완료");
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

class 화가 {
    public void 그림그리기() {
        System.out.println("그림 그리기 완료");
    }
}

public class ThreadEx02 {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            MyFile mf = new MyFile();
            mf.write();
        }).start();

        화가 h = new 화가();
        h.그림그리기();
    }
}

데드락

데드락(교착 상태)는 멀티 스레딩에서 얼마든지 나타날 수 있다. 교착 상태는 첫 번째 스레드가 두 번째 스레드가 획득한 객체 락을 기다리고 있고, 두 번째 스레드는 첫 번째 스레드가 획득한 객체 락을 기다리는 상황에서 발생할 수 있다. 두 스레드가 서로 상대방이 가진 락을 기다리고 있기 때문에, 아무리 시간이 경과하여도 교착 상태가 해결될 수 없다.

→ 프로그램을 재시작 하는 방법 말고는 교착 상태를 해결하는 방법은 없다.

→ 교착 상태가 일어나지 않도록 하는 것이 제일 중요하다.(동기화 사용)

동기화

스레드가 동일한 메모리를 사용하기 때문에 일어나는 2가지 문제가 스레드 간섭(thread interference), 메모리 불일치 오류(memory consistency error)이다.

위의 스레드 예제의 경우처럼 t1.start()와 t2.start()가 같이 실행되는 것.

이 오류를 막는 도구를 동기화(synchronization)라고 한다.

임계 영역(critical section) : 동시에 사용하면 안 되는 자원을 하나의 스레드가 사용(락 설정)시작 부터 끝날 때(락 해제)까지 한번에 하나의 스레드만 실행 가능

동기화 사용 방법 : 공유 데이터를 조작하는 메소드 앞에 synchronized를 붙인다.


class Printer{
    synchronized void print(int[] arr){ // synchronized 입력
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i]+" ");
            try{
                Thread.sleep(100);
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyThread1 extends Thread{
    Printer prn;
    int[] myarr = {10, 20, 30, 40, 50};

    MyThread1(Printer prn) {
        this.prn = prn;
    }
    public void run(){
        prn.print(myarr);
    }
}

class MyThread2 extends Thread{
    Printer prn;
    int[] myarr = {1,2,3,4,5};

    public MyThread2(Printer prn) {
        this.prn = prn;
    }
    public void run(){
        prn.print(myarr);
    }
}

public class TestSynchro {
    public static void main(String[] args) {
        Printer obj = new Printer();
        MyThread1 t1 = new MyThread1(obj);
        MyThread2 t2 = new MyThread2(obj);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}