자바 - 멀티 스레드

Thread 클래스로 직접 생성

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러너블 방식 : 

Thread thread = new Thread(Rnnable target);

class Task implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 스레드가 실행할 코드
}
}

러너블 객체 생성
Runnable task = new Task();
스레드 객체 생성
Thread = thread = new Thread(task);

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
// 스레드 실행할 코드
}
});


스레드 동작 실행
thread.start()';

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Thread 자식 클래스로 생성

Thread를 상속 받아서 스레드 클래스 생성 run()

public class WorkerThread extends Thread {
@Override
public void run() {
// 스레드 실행할 코드
}
}

스레드 객체 생성 : 스레드 상속 받은 클래스를 대입

Thread thread = new WorkerThread();

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스레드 이름
메인 스레드 : main
작업 스레드 : Thread-n

이름 변경 : setName() 메서드 이용

이름 가져오기 : getName() 메서드 이용

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스레드 실행 양보 yield

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wait() : 자신의 스레드를 일시 정지

notify() : 일시정지된 다른 스레드를 실행 대기로 만들기


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스레드 종료 : STOP() <- 리소스 정리가 되지 않는다. (사용 중지 : deprecated)
      따로 리소스 정리 코드가 필요 (조건 이용)


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조건 이용
interrupt() 메서드 이용 : sleep()으로 일시정지가 되어야지만 인터럽트 사용 가능

interrupt() 메서드 호출 여부 확인

Thread.interrupted() : true, false <- 정적 메서드
objTread.isInterrupted() : true, false <- 인스턴스 메서드

 

 

 

멀티 스레드 개념

 

멀티 프로세스와 멀티 스레드

• 프로세스 : 운영체제는 실행 중인 프로그램을 관리
• 멀티 태스킹 : 두 가지 이상의 작업을 동시에 처리하는 것
• 스레드 : 코드의 실행 흐름
• 멀티 스레드 : 두 개의 코드 실행 흐름. 두 가지 이상의 작업을 처리
• 멀티 프로세스 = 프로그램 단위의 멀티 태스킹 / 멀티 스레드 = 프로그램 내부에서의 멀티 태스킹

 

 

 

메인 스레드

 

 

메인 스레드

• 메인 스레드는 main() 메소드의 첫 코드부터 순차적으로 실행
• main() 메소드의 마지막 코드를 실행하거나 return 문을 만나면 실행을 종료
• 메인 스레드는 추가 작업 스레드들을 만들어서 실행시킬 수 있음
• 메인 스레드가 작업 스레드보다 먼저 종료되더라도 작업 스레드가 계속 실행 중이라면 프로세스는 종료되지 않음

 

 

 

 

 

 

 

 

작업 스레드 생성과 실행

 

 

작업 스레드

• 멀티 스레드 프로그램을 개발 시 먼저 몇 개의 작업을 병렬로 실행할지 결정하고 각 작업별로 스레드를 생성

 

Thread 클래스로 직접 생성

• java.lang 패키지에 있는 Thread 클래스로부터 작업 스레드 객체를 직접 생성하려면 Runnable 구현 객체를 매개값으로 갖는 새성자를 호출

Thread thread = new Thread(Runnable target);

 

 

 

스레드 이름

 

 

Thread 자식 클래스로 생성

• Thread 클래스를 상속한 다음 run() 메소드를 재정의해서 스레드가 실행할 코드를 작성하고 객체를 생성
• 혹은 Thread 익명 자식 객체를 사용 가능

 

 

 

작업 스레드의 이름

• 작업 스레드 이름을 Thread-n 대신 다른 이름으로 설정하려면 Thread 클래스의 setName() 메소드 사용

thread.setName("스레드 이름");

• 디버깅할 때 어떤 스레드가 작업을 하는지 조사하기 위해 주로 사용
• 어떤 스레드가 실행하고 있는지 확인하려면 정적 메소드인 currentThread()로 스레드 객체의 참조를 얻은 다음 getName() 메소드로 이름을 출력

Thread thread = Thread.currentThread();
System.out.println(thread.getName());

 

 

 

스레드 상태

 

 

스레드 상태

• 실행 대기 상태: 실행을 기다리고 있는 상태
• 실행 상태: CPU 스케쥴링에 따라 CPU를 점유하고 run() 메소드를 실행. 스케줄링에 의해 다시 실행 대기 상태로 돌아갔다가 다른 스레드가 실행 상태 반복
• 종료 상태: 실행 상태에서 run() 메소드가 종료되어 실행할 코드 없이 스레드의 실행을 멈춘 상태

 

 

일시 정지 상태

• 스레드가 실행할 수 없는 상태
• 스레드가 다시 실행 상태로 가기 위해서는 일시 정지 상태에서 실행 대기 상태로 가야야 함
• Thread 클래스의 sleep() 메소드: 실행 중인 스레드를 일정 시간 멈추게 함
• 매개값 단위는 밀리세컨드(1/1000)

 

 

 

 

 

 

Try {
	Thread.sleep(1000);
} catch(InterruptedException e) {
	// interrupt() 메소드가 호출되면 실행
}

 

 

다른 스레드에게 실행 양보

• yield() 메소드: 실행되는 스레드는 실행 대기 상태로 돌아가고, 다른 스레드가 실행되도록 양보
• 무의미한 반복을 막아 프로그램 성능 향상

 

 

 

스레드 동기화

 

 

동기화 메소드와 블록

• 스레드 작업이 끝날 때까지 객체에 잠금을 걸어 스레드가 사용 중인 객체를 다른 스레드가 변경할 수 없게 함

 

 

 

동기화 메소드 및 블록 선언

• 인스턴스와 정적 메소드에  synchronized 키워드 붙임
• 동기화 메소드를 실행 즉시 객체는 잠금이 일어나고, 메소드 실행이 끝나면 잠금 풀림
• 메소드 일부 영역 실행 시 객체 잠금을 걸고 싶다면 동기화 블록을 만듦

 

 

 

wait( )과 notify( )를 이용한 스레드 제어

• 두 스레드 교대 실행 시 공유 객체는 두 스레드가 작업할 내용을 각각 동기화 메소드로 정함
• 한 스레드 작업 완료 시 notify() 메소드를 호출해 일시 정지 상태에 있는 다른 스레드를 실행 대기 상태로 만들고, wait() 메소드를 호출하여 자신은 일시 정지 상태로 만듦

• notify(): wait()에 의해 일시 정지된 스레드 중 한 개를 실행 대기 상태로 만듦
• notifyAll(): wait()에 의해 일시 정지된 모든 스레드를 실행 대기 상태로 만듦

 

 

 

스레드 안전 종료

 

 

안전하게 스레드 종료하기

• 스레드 강제 종료 stop() 메소드: deprecated(더 이상 사용하지 않음)
• 스레드를 안전하게 종료하려면 사용하던 리소스(파일, 네트워크 연결)를 정리하고 run() 메소드를 빨리 종료해야 함

 

 조건 이용

• while 문으로 반복 실행 시 조건을 이용해 run() 메소드 종료를 유도

 

 

 

interrupt() 메소드 이용

• 스레드가 일시 정지 상태에 있을 때 InterruptedException 예외 발생
• 예외 처리를 통해 run() 메소드를 정상 종료

• Thread의 interrupted()와 isInterrupted() 메소드는 interrupt() 메소드 호출 여부를 리턴

 

 

 

데몬 스레드

 

 

데몬 스레드

• 주 스레드의 작업을 돕는 보조적인 역할을 수행하는 스레드
• 주 스레드가 종료되면 데몬 스레드도 따라서 자동 종료
• 데몬 스레드를 적용 예: 워드프로세서의 자동 저장, 미디어플레이어의 동영상 및 음악 재생, 가비지 컬렉터
• 주 스레드가 데몬이 될 스레드의 setDaemon(true)를 호출

 

 

 

스레드풀

 

 

스레드풀로 작업 처리 제한하기

• 작업 처리에 사용되는 스레드 개수를 제한하고 작업 큐에 들어오는 작업들을 스레드가 하나씩 맡아 처리하는 방식
• 작업 처리가 끝난 스레드는 다시 작업 큐에서 새로운 작업을 가져와 처리
• 작업량이 증가해도 스레드의 개수가 늘어나지 않아 애플리케이션의 성능의 급격한 저하 방지

 

 

스레드풀 생성

• java.util.concurrent 패키지에서 ExecutorService 인터페이스와 Executors 클래스를 제공
• Executors의 다음 두 정적 메소드를 이용하면 스레드풀인 ExecutorService 구현 객체를 만들 수 있음

• 초기 수: 스레드풀이 생성될 때 기본적으로 생성되는 스레드 수
• 코어 수: 스레드가 증가된 후 사용되지 않는 스레드를 제거할 때 최소한 풀에서 유지하는 스레드 수
• 최대 수: 증가되는 스레드의 한도 수

 

 

스레드풀 종료

• 스레드풀의 스레드는 main 스레드가 종료되더라도 작업을 처리하기 위해 계속 실행 상태로 남음

 

 

 

 

 

작업 생성과 처리 요청

• 하나의 작업은 Runnable 또는 Callable 구현 클래스로 표현

• 작업 처리 요청: ExecutorService의 작업 큐에 Runnable 또는 Callable 객체를 넣는 행위