자바프로그래밍 언어: Thread

자바프로그래밍 언어:  스레드

 

프로세스와 스레드의 개념을 익힌다.
스레드의 우선순위와 생명주기를 익힌다.
스레드의 두 가지 생성 방법을 익힌다.
스레드 스케줄러의 동작 방식을 알아본다.
스레드의 동기화 조건 및 주의 사항을 알아본다.
스레드의 교착상태를 알아본다.
wait(), notify(), notifyAll() 메서드를 익힌다.
생산자/소비자 프로그램을 익힌다.

 

1.Thread 소개

멀티 태스킹
프로세스란 운영체제에서 실행중인 하나의 프로그램을 말한다.
멀티 프로세스란 두 개 이상의 프로세스가 실행되는 것을 말한다.
멀티 태스킹이란 두 개 이상의 프로세스를 실행하여 일을 처리하는 것을 말한다.
멀티 스레드
스레드란 프로세스 내에서 실행되는 세부 작업 단위이다.
멀티 스레드란 하나의 프로세스에서 여러 개의 스레드가 병행적으로 처리되는 것을 말한다.

프로세스와 스레드의 관계

3.Thread 상태

스레드의 생명주기
스레드는 Thread 객체가 생성되면 생명주기를 갖게 되는데 크게 5가지로 나누게 된다.
New – 스레드가 만들어진 상태. 
Runnable – 스레드 객체가 생성된 후에 start() 메서드를 호출하면 Runnable 상태로 이동하게 된다.
Running – Runnable 상태에서 스레드 스케줄러에 의해 Running 상태로 이동하게 된다.
Blocked – 스레드가 다른 특정한 이유로 Running 상태에서 Blocked 상태로 이동하게 된다.
Dead – 스레드가 종료되면 그 스레드는 다시 시작할 수 없게 된다.

스레드의 생명주기

3. Thread 생성과 실행

스레드의 생성 방법
Thread 클래스를 상속 받는 방법
Runnable 인터페이스를 구현하는 방법

Thread 클래스 생성자

생성자	설명
Thread( )	가장 일반적인 형태의 생성자다. 이 생성자들 이용해서 Thread 객체를 생성하게되면 Thread의 이름은 Thread- +n의 형태가 된다
Thread(Runnable target)	Runnable 객체를 이용해서 Thread 객체를 생성할 수 있는 생성자다.
Thread(Runnable target, String name)	Runnable  객체를 이용해서 Thread 객체를 생성할 수 있는 생성자며, 스레드의 이름을 지정할 수 있는 생성자다.
Thread(String name)	스레드의 이름을 지정하면서 Thread 객체를 생성할 수 있는 생성자다.

 

Thread 클래스를 이용한 스레드 생성 방법

public class CreateThread extends Thread{
	public void run(){
		
	}
	public static void main(String[] args){
		CreateThread ct = new CreateThread();
		ct.start();
	}
}

Runnable 인터페이스를 이용한 스레드 생성 방법

public class CreateRunnable implements Runnable{
	public void run(){
	}
	public static void main(String[] args){
		CreateRunnable ct = new CreateRunnable();
		Thread t = new Thread(ct);
		t.start();
	}
}

join() 메서드 사용법
join() 메서드는 join() 메서드를 호출한 스레드가 종료할 때까지 종료할 때까지 현재의 스레드를 기다리게 된다.

 

4. Thread 의 스케줄링과 우선순위

스레드 스케줄링 방식
선점형 스레드 스케줄링 방식은 스레드의 우선권을 가지고 우선순위가 높은 스레드를 먼저 수행시키는 방식이다.
협력형 스레드 스케줄러는 실행중인 스레드가 CPU 사용권을 다른 스레드에게 넘길 때까지 기다리는 방식이다.
JVM은 우선순위에 따른 선점형 스레드 스케줄링 방식을 사용하고 있다.
스레드 스케줄러
멀티 스레드가 수행될 때 어떤 스레드가 먼저 수행될지는 스레드 스케줄러가 결정하게 된다.
자바 애플리케이션에서는 우선순위가 높은 선점형 스레드 스케줄러를 사용하고 있다.

스레드 우선순위
Thread 클래스에서는 스레드의 우선순위를 부여하는 setPriority(int newPriority) 메서드를 제공한다.

 

5. 동기화

동기화
임계영역이란 멀티 스레드에 의해 공유자원이 참조될 수 있는 코드의 범위를 말한다.
멀티 스레드 프로그램에서 임계영역을 처리하는 경우 심각한 문제가 발생할 수 있다.
이러한 상황을 해결할 수 있는 방법이 동기화를 이용하는 것이다.
동기화를 처리하기 위해 모든 객체에 락(lock)을 포함 시켰다.
락이란 공유 객체에 여러 스레드가 동시에 접근하지 못하도록 하기 위한 것으로 모든 객체가 힙 영역에 생성될 때 자동으로 만들어 진다.

synchronized 흐름도

동기화 방법

메서드의 동기화 방법
public synchronized void synchronizedMethod(){
//임계영역 코딩
}

특정 블록의 동기화 방법
public void nomalMethod(){
synchronized(동기화할 객체 또는 클래스명){
//임계영역 코딩
}
}

 

공정(fairness)
여러 개의 스레드가 하나으 컴퓨팅 자원을 사용하기 위해 동시에 접근하는 프로그램을 작성할 경우 모든 스레드는 공정하게 그 자원을 사용할 수 있도록 해 주어야 한다.
기아(starvation)
하나 또는 그 이상의 스레드가 자원을 얻기 위해 Blocked 상태에 있고, 그 자원을 얻을 수 없게 되면 다른 작업을 못하는 상태를 말한다.
교착상태(deadlock)
두 개 이상의 스레드가 만족하지 못하는 상태로 계속 기다릴 때 발생한다.

Object 클래스의 wait(), notify(), notifyAll()
동기화된 스레드는 동기화 블록에서 다른 스레드에게 제어권을 넘기지 못한다.
이와 같이 동기화된 블록에서 스레드간의 통신(제어권을 넘김)하기 위해서는 wait(),notify(),notifyAll() 메서드를 사용해야 한다.
이 메서드를 사용할 때 주의 해야할 점은 synchronzied 블록에서만 의미가 있다.
Synchronized 블록이 아닌 경우에 사용할 경우 java.lang.IllegalMonitorStateException 이 발생한다.