Java 프로그래밍 - 스레드(Thread)

 

https://docs.oracle.com/en/java/javase/14/docs/api/java.base/java/lang/Thread.html

Thread (Java SE 14 & JDK 14)

프로세스(Proccess)

: 하나의 응용 프로그램을 말하고, OS 에서 두개 이상의 프로그램이 실행하면 멀티 태스킹(Multitasking)이라 한다.

(하나의 컴퓨터에서 여러 개의 프로그램이 동시에 실행하는 것을 멀티 프로세스)

- 멀티 프로세스들은 서로 독립적이기 때문에 하나의 프로세스에서 오류가 발생해도 다른 프로세스들에게 영향을 미치지 않는다.

 

스레드(Thread)

: 프로세스 내에서 동시에 실행되는 독립적인 실행 단위를 말한다. (하나의 작업)

 멀티 스레드는 하나의 프로그램에서 동시에 여러가지 일을 수행할 수 있도록 해주는 것이다. (하나 이상의 작업) 

- 멀티 스레드는 하나의 프로세스 내부에 생성되어 작업의 수행에 필요한 자원들을 공유하기 때문에 하나의 스레드가 예외를 발생시키면 다른 스레드에도 영향을 미치게 된다. 

 

시간의 흐름대로 순차적으로 실행되는 것은 단일스레드, 프로그램 내부의 멀티 태스킹이 멀티 스레드.

 

 

 

 

 

멀티스레드(Multi Thread)

 

- 하나의 프로세스를 다수의 스레드로 만들어 실행하는 것이다.

- 하나의 프로세스 내에 다수의 실행 단위들이 존재하여 작업의 수행에 필요한 자원들을 공유하기 때문에 자원의 생성과 관리가 중복되는 것을 줄일 수 있다. 

- 싱글 스레드 애플리케이션에서는 메인 스레드가 종료하면 프로세스가 종료되지만, 멀티 스레드 애플리케이션에서는 실행 중인 스레드가 하나라도 있다면, 프로세스는 종료되지 않는다. 

 

 

 

 

 

예제 1) 

 

Run() 을 재정의해서 작업 스레드가 실행할 코드를 작성해야한다. 

 

 

 

 

작업 스레드는 생성되는 즉시 실행되는 것이 아니라, start() 메소드를 호출해야만 비로소 실행된다. 

 

 

실행해보면 실행할 때마다 다르게 결과가 나오는 것을 볼 수 있다. 이것은 순차적으로 실행되는 것이 아니라

스레드 처리를 해줌으로써 동시에 실행되는 것을 알 수 있다. 

 

 

객체에서 함수를 호출할때에는 직접 호출하였지만 스레드에서는 start()를 이용해서 실행해준다. (시스템호출)

Q. 콜백 함수에 대해 알고 있습니까? 면접 질문으로 많이 나온다. 

 

 

 

 

 

예제 2) 스레드를 이용해서 숫자를 카운팅하면서 사용자 입력받기

 

 

 

 

 

static이 스레드에서 유용하게 쓰인다. 객체 발생 없이 다른 클래스끼리 데이터를 공유해서 쓸 수 있기 때문에.

멀티 스레드로 실행하는 애플리케이션을 개발하려면 먼저 몇 개의 작업을 병렬로 실행할지 결정하고 각 작업별로 스레드를 생성해야 한다.

 

 

예제 3) 

Runnable 은 작업 스레드가 실행할 수 있는 코드를 가지고 있는 객체라고 해서 붙여진 이름이다. 인터페이스 타입잉기 때문에 구현 객체를 만들어 대입해야한다. Runnable에는 run()메소드 하나가 정의되어 있는데, 구현 클래스는 run()을 재정의해서 작업 스레드가 실행할 코드를 작성해야한다. 

 

두 개가 번갈아가면서 동시에 작업이 된다.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

예제 4) 세개의 스레드

 

메인이 끝나도 계속 실행

 

스레드는 기본적으로 독립스레드, 그러나 메인이 끝나면 같이 끝내야하는 경우가 있다.(종속스레드)

 

데몬 스레드

- 주 스레드의 작업을 돕는 보조적인 역할을 하는 스레드

- 주 스레드가 종료되면 데몬 스레드는 강제적으로 자동 종료

ex_워드프로세서의 자동저장, 미디어 플레이어의 동영상 및 음악재생, 가비지 컬렉터

 

• 데몬 스레드 설정

- 주 스레드가 데몬이 될 스레드의 setDeamon(true)를 호출

- 반드시 start()메소드 호출전에 setDeamon(true)를 호출해야한다.

 

• 데몬스레드 확인 방법

- isDaemon()메소드의 리턴 값을 조사

 

메인이 끝나면 같이 끝남.

 

 

워드를 작성하다 보면 계속적으로 버퍼에다가 작업하는 것을 저장하다가 저장버튼을 누르면 버퍼의 내용을 하드웨어로 저장하고, 엑스를 클릭하면 지우기.

 

예제 5)

 

 

 

예제 6) 

객체 발생해서 run 메소드하면 단일스레드

 

start()메소드를 이용해서 멀티스레드 시키면 main이 끝나면 끝나버린다. 

 

Thread join() 메소드 : 한쪽에서 끝날 때 가지 기다려준다.

 

join을 이용해서 다른 클래스가 종료할 때까지 스레드는 일시 정지한다. 

 

 

 

동시성(Concurrency) : 하나의 코어에서 멀티 스레드가 번갈아 가며 실행하는 것

                           어떤 순서에 의해 동시성으로 실행할 것인가를 결정하는 것은 스케줄링(CPU)이라고 한다.

병렬성(Parallelism) : 멀티 코어에서 멀티 작업을 동시에 실행하는 것

 

 

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스레드의 안전한 종료(stop플래그, interrupt())

 

- 스레드는 자신의 run() 메소드가 모두 실행되면 자동적으로 종료된다.

- 경우에 따라서는 실행 중인 스레드를 즉시 종료할 필요가 있다.

      예) 동영상을 끝까지 보지않고, 사용자가 멈춤을 요구하는 경우

- 그럴때, Thread는 스레드를 즉시 종료시키기 위해 stop()메소드를 제공한다.

- 그러나 stop() 메소드로 스레드를 갑자기 종료하게 되면 스레드가 사용중이던 자원들이 불안전한 상태로 남겨지기 때문에 deprecated되어 사용하지 않는다.

- 따라서 stop플래그를 이용하거나 interrupt() 메소드를 이용하여 이를 처리한다.

 

 

yield()

- 다른 스레드에게 실행을 양보하고 자신은 실행 대기 상태로 가는 것

- 무의미한 반복을 진행할 때 사용, 전체 프로그램 성능에 도움

- yield()를 호출한 스레드는 실행 대기 상태로 돌아가고 동일한 우선순위 또는 높은 우선순위를 갖는 다른 스레드가 실행기회를 가짐

 

 

스레드 공유

- 데몬스레드, join, 동기화

​

Synchronized

- 스레드가 사용 중인 객체를 다른 스레드가 변경할 수 없도록 하려면 스레드 작업이 끝날 때 까지 객체에 잠금을 걸어 다른 스레드가 사용할 수 없도록 해야함

- 자바는 임계영역을 지정하기 위해 동기화(Sychronized)메소드와 동기화 블록을 제공

- 단 하나의 스레드만 실행할 수 있는 메소드 또는 블록을 말한다.

- 다른 스레드는 메소드나 블록이 실행이 끝날 때 까지 대기해야 한다.