TIL - 스레드(Thread)

 

👀Today...

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프로세스와 스레드가 같은 뜻이라고 생각해왔었는데 이번에 찾아보면서 둘의 차이점에 대해서 알게되었다. 자바의 개념을 공부하는 과정이여서 자세하게 다루지는 못하지만 시간이 될때 한번더 자세하게 공부해봐야겠다.

 

 

☕오늘의 TIL(Today I Learn)

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스레드란?

프로세스 : 실행중인 애플리케이션 (데이터 + 컴퓨터자원 + 스레드)

스레드 : 코드의 실행 흐름

일반적으로 한프로그램은 하나의 스레드를 가지고 있지만, 둘 이상의 스레드를 동시에 실행하는 것도 가능하다. 이런 방식을 멀티 스레드라고 한다. 멀티프로세스는 각 프로세스가 독립적으로 실행되며 각각 별개의 메모리를 차지하지만, 멀티스레드는 프로세스 내의 메모리를 공유해서 사용한다. 단 멀티스레드는 어떤것이 먼저 실행될지 순서를 알수가 없다.

 

# 스레드의 종류

1. 사용자 레벨 스레드(User-Level Thread) : 사용자 레벨의 라이브러리를 통해 구현된다. 동일한 메모리 영역에서 스레드가 생성 및 관리되어 속도가 빠르다.

2. 커널 레벨 스레드(Kernel-Level Thread) : 운영체제가 지원하는 스레드기능으로 구성. 커널이 스레드의 생성 및 스케줄링 등을 관리한다.

 

# 멀티스레드 모델

1. Many to One Model

2. One to One Model

3. Many to Many Model

 

 

스레드 생성 / 실행

자바에서는 기본적으로 Main Thread가 먼저 실행된다. 작성시에 main 메서드가 작성되야 실행이 가능한것 이유를 여기서 알수있다. main 이외의 스레드를 생성하고 실행하는 방법은 2가지인데 구분하면 다음과 같다.

 

# Runnable 인터페이스 구현한 객체에서 run()

public class ThreadExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = new ThreadExample(); //Runnable을 구현한 객체 생성
        Thread thread1 = new Thread(runnable); //스레드를 생성하여 객체를 담는다.

        // 작업 스레드를 실행, run() 내부의 코드를 처리
        thread1.start();
    }
}

class ThreadExample implements Runnable { //Runnable 인터페이스 구현
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("#");
        }
    }

 

# Thread 클래스를 상속받은 하위클래스에서 run()

public class ThreadExample2 {
    public static void main(String[] args) {

        ThreadTask2 thread2 = new ThreadTask2(); //Thread를 상속받는 ThreadExample 객체를 생성

        // 작업 스레드를 실행, run() 내부의 코드를 처리
        thread2.start();
    }
}

class ThreadExample extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("#");
        }
    }
}

 

# 익명객체를 구현하여 스레드 생성 / 실행

public class ThreadExample1 {
    public static void main(String[] args) {
				
        // 익명 Runnable 구현 객체를 활용하여 스레드 생성
        Thread thread1 = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.print("#");
                }
            }
        });
        
        //익명 Thread 하위 객체를 활용하여 스레드 생성
         Thread thread2 = new Thread() {
            public void run() {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    System.out.print("#");
                }
            }
        };
        
        
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

다음과 같이 익명 객체를 활용하여 한번에 생성도 가능하다.

 

 

스레드 이름 설정

# 스레드 이름 조회 및 설정

public class Exam_ThreadBlog {
        public static void main(String[] args) {

            Thread thread = new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    System.out.println("thread control");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName());  //스레드 인스턴스의 주소얻기

                }
            });

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


            System.out.println("thread.getName() = " + thread.getName()); //스레드의 이름 얻기
            thread.setName("changed_name_thread"); //스레드 이름 설정
            System.out.println("thread4.getName() = " + thread.getName());
        }
}

출력

 

 

 

스레드 동기화

멀티 스레드 프로세스의 경우, 여러개의 스레드가 같은 데이터를 공유하게 되어 문제가 발생할수있다. 이를 방지하는것이 스레드 동기화이다. 

 

# 임계영역(Critical section)

임계영역은 오로지 하나의 스레드만 코드를 실행 할수있는 코드 영역을 의미한다.

 

# 락(Lock)

락은 임계영역을 포함하고 있는 객체에 접근할 수 있는 권한을 의미한다.

 

임계영역으로 설정된 객체가 다른 스레드에 의한 작업이 진행되고 있지 않을때, 다른 스레드가 해당 객체에 대한 락을 획득하고 임계영역 내부의 코드를 실행할수있다. 동기화를 사용하는 방법은 여러가지가 있다. 하지만  여기서는 synchronized만 사용하여 확인해보자.

 

1. 메서드 전체를 임계영역으로 지정

class Example {
	...
	public synchronized boolean example(int some) { //synchronized 사용
	    ...
	}
}

메서드 반환타입의 좌측에 synchronized 키워드를 작성하면 메서드 전체를 임계영역으로 설정이 가능하다. 이렇게 사용하면 메서드를 실행할때 스레드는 메서드가 포함된 객체의 락을 얻는다. 

 

2. 특정한 영역을 임계영역으로 지정

class Example {
	...
	public boolean example(int some) {
	    synchronized (this) {  // synchronized 키워드와 함께 소괄호 안에 해당영역이 포함된 객체 참조를 넣음
			   ... // 그리고 중괄호를 열어 블록에 코드를 작성
			   }
			   ...
			}
	}
}

이렇게 사용하게 되면 임계영역으로 설정한 블록의 코드가 실행흐름에 진입할때 블록안의 코드를 실행하고 있는 스레드가 this에 해당하는 객체의 락을 얻고, 배타적으로 임계영역 내의 코드를 실행한다.

 

스레드 상태

thread.start() //객체 실행대기

try { Thread.sleep(500); } catch (Exception error) {} //500 millisecond동안 멈추기

thread.interrupt() // 일시정지 => 실행대기 변경

thread.yield() //다른스레드에 실행을 양보

thread.join() //일시중지 상태로 만든다.

notify() // 실행대기로 변경
wait() // 일시 정지 
// notify()와 wait()는 교대로 작업을 처리해야될때 사용

 

 

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👊혼자서 해결하기

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1. 스레드 개념 좀더 살펴보기

2. synchronized 말고 참고할게 있을까?