[Java-Effective] Thread

Thread

스레드 (Thread)

스레드(Thread) : 프로세스 내에서 실행되는 소스코드의 실행 흐름
프로세스(Process)
- 실행중인 애플리케이션
- 데이터, 컴퓨터자원, 스레드로 구성
- 어떤 프로세스는 단 하나의 스레드를 가질 수도, 여러개의 스레드를 가질 수 도 있음
  - 하나의 스레드는 하나의 코드 흐름을 실행

싱글 스레드 프로세스 (Single Thread Process)

단 하나의 스레드를 가지는 프로세스

멀티 스레드 프로세스 (Multi Thread Process)

여러개의 스레드를 가지는 프로세스
멀티 스레딩 : 멀티 스레드로 동작한다 = 해당 애플리케이션이 동시작업을 할 수 있다
- 멀티 스레딩은 하나의 애플리케이션 내에서 멀티 태스킹을 구현하는 데에 핵심적인 역할

메인 스레드 (Main Thread)

자바 애플리케이션을 실행하면 가장 먼저 실행되는 main 메서드
main 메서드를 실행시켜주는 Main Thread
메인 스레드는 코드의 끝을 만나거나 return문을 만나면 실행 종료

스레드의 생성과 실행

멀티 스레드로 동작하는 애플리케이션 개발 시
- 몇 개의 작업을 동시에 실행할지 결정
- 작업별로 스레드를 생성
메인 스레드 외에 추가적인 병렬 작업 수 만큼 별도의 작업 스레드를 생성하면 됨
별도의 작업 스레드를 활용한다는 것
- 작업 스레드가 수행할 코드를 작성하고, 작업 스레드를 생성하여 실행시키는 것을 의미
자바는 객체지향 언어
- 모든 자바 코드는 클래스 안에 작성
- 즉, 스레드가 수행할 코드도 클래스 내부에 작성, run()메서드 내에 스레드가 처리할 작업을 작성
- run() 메서드는 Runnable 인터페이스와 Thread 클래스에 정의

작업 스레드를 생성 및 실행하는 방법

1.Runnable 인터페이스를 구현한 객체에서 run()을 구현하여 스레드를 생성하고 실행하는 방법

Runnable에는 run() 정의, 반드시 run() 구현해야함
Runnable 구현 객체를 인자로 전달하며 Thread 클래스를 인스턴스화
스레드 생성만으로 run()내부 코드 실행X
run() 내부코드 실행하려면 start()메서드 호출 필요

  
  public class ThreadExample1 {
    public static void main(String[] args) {

      // Runnable 인터페이스 구현 객체 생성
      Runnable task1 = new ThreadTask1();

      // Runnable 구현 객체를 인자로 전달
      //Thread 클래스를 인스턴스화하여 스레드 생성
      Thread thread1 = new Thread(task1);

      // 위 두 줄을 한 줄로 축약 가능
      // Thread thread1 = new Thread(new ThreadTask1());


      // 작업 스레드를 실행시켜 run()내부 코드 처리하도록
      thread1.start();


      // 반복문 추가
      for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("@");
      }
    }
  }

  // Runnable 인터페이스를 구현하는 클래스
  class ThreadTask1 implements Runnable {

    // run() 메서드 바디에 스레드 수행 작업 내용 작성
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("#");
  }

  > @와 #이 랜덤으로 섞인 채 출력

2.Thread 클래스를 상속 받은 하위 클래스에서 run() 구현 후 스레드 생성 및 실행 방법

Thread 클래스에는 run() 메서드가 정의 - run() 메서드를 오버라이딩해야함
Runnable과 달리 Thread를 직접 인스턴스화하지않음

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

      // Thread 클래스 상속받은 클래스 인스턴스화 후 스레드를 생성
      Thread thread2 = new ThreadTask2();

      thread2.start();

      for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("@");
      }
    }
  }

  // Thread 클래스 상속받는 클래스 작성
  class ThreadTask2 extends Thread {

    // run() 메서드 바디에 스레드 수행 작업 내용 작성
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.print("#");
        }
  }

스레드 이름 조회

메인 스레드 이름 = “main”
추가 생성 스레드 이름 = “Thread-n”
스레드참조값.getName()으로 조회 가능
스레드참조값.setName()으로 이름 설정 가능
주소값 사용 시 currentThread() 사용

  
Thread thread3 = new Thread(new Runnable() {
  public void run() {
    System.out.println("Get Thread Name");
  }
});

thread3.start();

System.out.println("thread3.getName() = " + thread3.getName());

> 출력
> Get Thread Name
> thread3.getName() = Thread-0

------------------------------
Thread thread4 = new Thread(new Runnable() {
  public void rn() {
    System.out.println("Set And Get Thread Name");
  }
});

thread4.start();

System.out.println("thread4.getName() = " + thread4.getName());

thread4.setName("Code States");

System.out.println("thread4.getName() = " + thread4.getName());

> 출력
> Set And Get Thread Name
> thread4.getName() = Thread-0
> thread4.getName() = Code States

스레드 동기화
- 멀티 스레드 프로세스의 경우, 두 스레드가 동일한 데이터를 공유작업 시, 스레드가 사용 중인 객체를 다른 스레드가 변경할 수 없도록 스레드 작업이 끝날 때까지 객체에 잠금을 걸어 다른 스레드가 사용못하도록 해야함
- 임계영역 (Critical section)
  - 하나의 스레드만 코드를 실행할 수 있는 코드 영역
- 락 (Lock)
  - 임계 영역을 포함하고 있는 객체에 접근할 수 있는 권한
메서드 전체 임계 영역 지정
- 메서드의 반환 타입 앞에 synchronized 키워드 작성 시 메서드 전체를 임계 영역으로 설정 가능

특정 영역을 임계 영역 지정

synchronized 키워드와 소괄호() 안에 해당 영역이 포함된 객체의 참조를 넣고, 블럭을 열어 블럭 내에 코드 작성

  
class Account {
  ...
  public boolean withdraw(int money) {
    synchronized (this) {
      if (balalce >= money) {
        try {
          Thread.sleep(1000);
        } catch (Exception e) {}
        balance -= money;
        return true;
      }
    }
  }
}

스레드 상태
- start() 메서드 호출 시
  1. 스레드 실행 대기 상태
  2. 스레드 스케쥴링 선택 시 스레드 CPU 점유 후 run() 메서드 실행
- 메서드 실행 시
  - 메서드 실행 전, 스레드 스케줄링에 의해 실행대기상태로 돌아갈 수 있음
  - 실행 대기 상태, 실행상태를 번갈아가며 run()메서드 실행
  - run() 메서드 종료 시, 실행할 코드 없음. 스레드 종료

상태	열거 상수	설명
객체 상태	NEW	스레드 객체 생성. start() 메서드 호출 전
실행 대기	RUNNABLE	언제든 실행상태로 갈 수 있음
일시 정지	BLOCKED	사용하려는 객체의 Lock이 풀릴때까지 대기
일시 정지	WAITING	다른 스레드가 통지할때까지 대기
일시 정지	TIMED_WAITING	주어진 시간동안 대기 → .sleep(Time)
종료	TERMINATED	실행 종료

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메인 스레드 (Main Thread)

스레드의 생성과 실행

작업 스레드를 생성 및 실행하는 방법

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