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Java 강의

자바 스레드 / java thread

by 자유코딩 2017. 10. 12.

안녕하세요 이번 글에서는 자바 스레드에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

스레드를 사용해야 하는 이유

멀티 프로세스는 데이터 공유가 어렵다

 

멀티 프로세스

각 프로세스가 별도의 메모리 공간을 할당 받기 때문에

각각의 프로세스들 사이에서 데이터를 어떻게 주고 받을지가 문제

 

멀티 스레드

각각의 스레드들이 하나의 프로세스 안에서 공통된 메모리 공간을 사용하기 때문에

레이스 컨디션이 문제가 된다

 

레이스 컨디션(Race Condition)

멀티 스레드 프로그래밍에서 발생하는 문제로 여러 스레드가

다수의 리소스를 경쟁적으로 업데이트 하면 예측 불가능한 데이터 문제가 발생하는 것을 말한다

레이스 컨디션의 예시는 글의 중간 부분에 적었습니다

 

Thread ( 스레드 )를 사용한 예

웹 브라우저에서 웹페이지를 보면서 동시에 파일을 다운로드

벅스에서 음악을 들으면서 새로운 음악을 플레이리스트에 추가한다

유튜브에서 영상을 보면서 페이지를 북마크에 추가한다

 

스레드(Thread)

하나의 프로세스 안에서 존재하는 하나의 코드 실행 흐름

프로세스가 실행되면 기본적으로 하나의 스레드가 생성된다

 

스레드가 생성이 되면 스레드만의 별도의 스택이 생성이 되는데 이것도 스레드라고 부르기도 한다

가상머신이 하는 여러가지 일련의 작업들을 모두 묶어서 스레드라고 표현한다

이러면 되게 포괄적인 의미가 된다.

쓰레드 클래스의 인스턴스도 스레드다 라고 얘기하기도 한다

 

프로세스(Process)

운영체제에서 실행 중인 하나의 애플리케이션

Thread를 담는 그릇

 

멀티 스레드

하나의 프로세스안에 여러 개의 스레드가 존재하는 것

 

멀티 스레드 개념을 사용하면 하나의 프로그램에서 여러개의 동작을 동시에 수행하는게 가능해집니다.

 

스레드와 프로세스의 차이점

스레드들은 서로 데이터를 주고 받는 것이 프로세스들보다 쉽지만

프로세스들은 서로 데이터를 주고 받기가 스레드들보다 어렵다

 

메인 스레드

 

프로그램 실행과 동시에 프로세스내에 기본적으로 만들어지는 스레드

 

모든 자바 애플리케이션은 메인 스레드(main thread)가 main()메소드를 실행하면서 시작됩니다.

메인 스레드는 main() 메소드의 첫 코드부터 아래로 순차적으로 실행하고, main() 메소드의 마지막 코드를 실행하거나 return 문을 만나면 실행이 종료됩니다.

 

메인 스레드는 필요에 따라 작업 스레드들을 만들어서 병렬로 코드를 수행 할 수 있습니다.

즉, 멀티 스레드를 생성해서 멀티 태스킹을 수행 할 수 있습니다.

그림처럼 말입니다.

 

스레드가 가지고 있는 run 메소드는 수행 흐름이 하나 더 생겼을 때 , 흐름을 가지는 메소드이다

 

다른 흐름의 메인 메소드와 같다고 생각하면 된다.

 

스레드를 만드는 방법 1

Thread 클래스를 상속 받는 방법

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package Thread;
 
public class ThreadTest extends Thread{
    
    String str;
    public ThreadTest(String str) {
        this.str = str;
        
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(str);
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random()*1000));//스레드 안에 들어있는 메소드 sleep
                //sleep 메소드는 예외처리가 필요하기 때문에 try-catch문을 사용한다
                //sleep은 프로그램의 수행을 지연시킬 수 있다
                //지연시키는 단위는 1/1000초입니다.
                //Math.random이 출력문에서 t1과 t2의 지연시간을 랜덤하게 다르게 해준다.
                //그래서 *과 -이 무작위로 번갈아가며 출력된다.
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        super.run();
    }
}
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package Thread;
 
public class ThreadExam {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest t1 = new ThreadTest("*");//t1.str의 값을 초기화
        ThreadTest t2 = new ThreadTest("-");//t2.str의 값을 초기화
        
        t1.start();//ThreadTest클래스의 run을 호출하는게 아니라 start를 호출한다
        t2.start();
        //start는 ThreadTest클래스가 extends하는 Thread 클래스에 정의되어 있다.
        //수행 흐름을 여러개 만들어서 실행 할 수 있다.
        
        System.out.println("main end");//메인이 종료 되었는데도 스레드가 수행이 된다.
    }
}
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쓰레드를 run 이 아닌 start();를 써서 실행하는 이유는 의미가 다릅니다

 

자바 프로그램에서 main이 자동으로 호출되듯이 run은 자바 가상머신에 의해서 자동으로 호출된다

 

start는 스레드를 만들으라고 지시한다

 

run으로 호출하면 그냥 run이라는 메소드를 호출할뿐이다.

 

start는 run메소드의 호출 뿐만 아니라 스레드의 생성까지 함께 명령을 한다.

 

start문에서 쓰레드의 스택 메모리 공간이 할당이 되고 run이라는 메소드가 실행이 된다

 

t1으로 호출한 start 메소드는 Thread에 정의되어 있습니다.

 

 

 

 

 

 

스레드를 만드는 방법 2

Runnable 인터페이스를 구현하는 방법

자바에서는 다중상속이 안되기 때문에 해당 클래스가 다른 클래스를 이미 상속 받고 있다면 이 방법을 사용한다

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package Thread;
 
public class ThreadTest2 extends ThreadTest1 implements Runnable{//Runnable 인터페이스를 implements한다
    
    String str;
    public ThreadTest2(String str) {
        this.str = str;
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    @Override
    public void run() {//방법 1처럼 run메소드를 override 한다.
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(str);
            try {
                Thread.sleep((int) (Math.random()*100));
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // TODO Auto-generated method stub    
    }
}
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package Thread;
 
public class ThreadExam2 {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest2 t1 = new ThreadTest2("*");
        ThreadTest2 t2 = new ThreadTest2("-");
        
        Thread thread1 = new Thread(t1);
        //Thread의 인스턴스를 만든다. 그리고 t1으로 초기화 한다
        Thread thread2 = new Thread(t2);
        //Thread의 인스턴스를 만든다. 그리고 t2로 초기화한다
        thread1.start();
        //인스턴스 thread1을 사용해서 start를 호출한다
        thread2.start();
        //인스턴스 thread2을 사용해서 start를 호출한다
        System.out.println("main");
    }
}
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package Thread;
 
public class ThreadTest1 {
    //상속을 하기 위해 만든 비어있는 클래스
}
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Thread클래스의 인스턴스 thread 를 

Runnable 인터페이스를 implement하는 클래스 ThreadTest2의 인스턴스로 초기화 합니다.

 

 

 

스레드를 만드는 방법 2 실습

 

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public class Car{
  public String name;
  public int number;
 
  public void drive(){
    System.out.println("차가 달립니다.");
  }
}
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public class Bus extends Car implements Runnable{
  //이미 Car를 상속받은 상태이기 때문에 Thread를 상속받을 수는 없습니다.
  //Runnable인터페이스를 implements하고 run메소드를 작성해 보세요.
    @Override
  public void run(){
  }//1번 방법과는 다르게 이 메소드의 몸체를 구현하지 않아도 된다
}
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public class RunnableExam{
  public static void main(String [] argv){
    Bus bus = new Bus();
    /*
    Runnable을 구현한 클래스를 이용해 쓰레드를 이용할때는
    아래와 같이 Thread의 생성자에 해당 객체(bus)를 전달하면 됩니다.
    하지만 이대로 실행하면 에러가 발생합니다.
    bus가 runnable을 implements하고 있지 않기 때문입니다.
    */
    Thread busThread = new Thread(bus);
    busThread.start();//Thread의 인스턴스를 만들고나서 사용한다
  }
}
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2개의 방법은 본질적으로 다르지 않다.

 

둘 다 Thread클래스의 인스턴스를 생성하고 Runnable 인터페이스의 메소드를 오버라이드 하고 사용한다.

코드는 조금 다르게 보일 수 있어도 내부적인 메커니즘이 동일하다.

 

main 메소드가 종료되었다는 것은 main 쓰레드가 종료되었다.

그러나 쓰레드가 종료 되었음을 의미하지는 않는다.

프로그램 안의 모든 쓰레드가 종료되어야 전체 프로세스가 종료되는 것이다.

 

쓰레드의 특성

 

쓰레드의 특성들

우선순위가 높은 쓰레드의 실행을 우선시한다.

자바에서 우선순위는 숫자로 표현이 된다.

쓰레드 A의 우선순위가 8이고 B의 우선순위가 2인 경우에 우선순위의 차이는 아무 의미가 없다.

 

숫자가 어떤게 더 크고 작냐가 중요하다. 쓰레드의 비중이 8:2라는 말이 아니다.

우선순위가 A가 높아서 A만 실행되는 것도 아니다.

 

우선순위가 동일할때는 CPU의 할당시간을 나눈다.

 

우선순위가 동일한 스레드의 실행 코드

 

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package Thread;
public class TestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest1 t1 = new ThreadTest1("first");//Thread 클래스를 상속받는 ThreadTest1클래스의 인스턴스 생성하고 초기화
        ThreadTest1 t2 = new ThreadTest1("second");//Thread 클래스를 상속받는 ThreadTest1클래스의 인스턴스 생성하고 초기화
        ThreadTest1 t3 = new ThreadTest1("third");//Thread 클래스를 상속받는 ThreadTest1클래스의 인스턴스 생성하고 초기화
        
        t1.start();//Thread 실행
        t2.start();//Thread 실행
        t3.start();//Thread 실행
    }
}
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package Thread;
 
public class ThreadTest1 extends Thread{
    String message;
    public ThreadTest1(String str) {
        //ThreadTest1의 생성자
        message = str;
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(message + "("+getPriority()+")");
            //getPriority 메소드는 스레드의 우선순위를 가져오는 메소드이다
        }
    }
}
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출력 화면

 

우선순위가 다른 스레드의 실행 코드

 

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package Thread;
 
public class ThreadTest1 extends Thread{
    String message;
    public ThreadTest1(String str,int prio) {
        //ThreadTest1의 생성자
        message = str;
        setPriority(prio);
        //setPriority메소드로 스레드의 우선순위 정의
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(message + "("+getPriority()+")");
            //getPriority 메소드는 스레드의 우선순위를 가져오는 메소드이다
        }
    }
}
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package Thread;
 
public class TestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest1 t1 = new ThreadTest1("first",Thread.MAX_PRIORITY);
        //Thread.MAX_PRIORITY는 상수로 10을 의미한다.
        //이 스레드의 우선순위를 10으로 정했다.
        ThreadTest1 t2 = new ThreadTest1("second",Thread.NORM_PRIORITY);
        //Thread.NORM_PRIORITY는 상수로 5를 의미한다.
        //이 스레드의 우선순위를 5로 정했다.
        ThreadTest1 t3 = new ThreadTest1("third",Thread.MIN_PRIORITY);
        //Thread.MIN_PRIORITY는 상수로 1을 의미한다.
        //이 스레드의 우선순위를 1로 정했다.
        
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}
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출력 화면

 

우선순위를 설정했다고 해도 꼭 10.... 5..... 1...... 로 출력이 되는 것은 아니다.

1번처럼 출력이 되는 것이 보통이나 2번처럼 출력이 될 수도 있다.

 

sleep 메소드를 사용한 cpu의 양보

 

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package Thread;
 
public class ThreadTest1 extends Thread{
    String message;
    public ThreadTest1(String str,int prio) {
        //ThreadTest1의 생성자
        message = str;
        setPriority(prio);
        //setPriority메소드로 스레드의 우선순위 정의
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println(message + "("+getPriority()+")");
            //getPriority 메소드는 스레드의 우선순위를 가져오는 메소드이다
            try {
                sleep(1);//sleep 메소드를 사용해서 cpu를 양보한다
                //sleep 메소드를 수행하면 현재 사용중인 쓰레드를 잠시 사용하지 않기에
                //다음 우선순위의 스레드를 수행 할 수 있게 해준다
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
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package Thread;
 
public class TestDrive {
    public static void main(String[] args) {
        ThreadTest1 t1 = new ThreadTest1("first",Thread.MAX_PRIORITY);
        ThreadTest1 t2 = new ThreadTest1("second",Thread.NORM_PRIORITY);
        ThreadTest1 t3 = new ThreadTest1("third",Thread.MIN_PRIORITY);
        
        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }    
}
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출력 화면

 

쓰레드 라이프 사이클

 

new를 사용해서 쓰레드의 인스턴스를 생성한다

start메소드가 호출이 되면 쓰레드는 Runnable 상태가 된다.

아직 실행 되지 않음

자바 가상머신의 스케줄러가 우선순위를 지정한다

쓰레드의 실행을 결정지어주는 것  = 스케줄러

Runnable에 있는 것 중에 하나를 정해서 실행한다

그래서 start 메소드를 실행한다고 바로 쓰레드가 실행되는게 아니고

start메소드를 실행하면 Runnable 상태에 돌입하게 되는 것이다.

 

sleep , join 메소드를 호출하면 수행하지 않고 쉬겠다는 의미인데 , 이럴때는 Blocked 상태로 바뀐다.

join은 해당 스레드가 종료될때까지 메인스레드가 대기한다는 의미이다.

실행가능성이 있는 쓰레드들의 모임인 Runnable 에서 제외시킨다. 그래서 실행이 안된다

Runnable 상태에 있다가 run메소드를 모두 수행을 하면 이제 Dead 상태로 건너간다.

쓰레드가 종료된 상태이다.

 

Blocked , Runnable 사이를 쓰레드들은 빈번하게 이동한다

그러나 Dead 상태에 있는 스레드가 다시 Runnable상태로 들어오지는 않는다.

 

쓰레드의 메모리 구성

 

쓰레드 별로 스택영역은 독립적으로 구성된다

독립적으로 구성되는 이유는 쓰레드의 실행이 메소드의 호출을 통해서 이뤄지고, 메소드의 호출을 위해서 스택 공간을 사용하기 때문이다.

그러나 힙 영역은 공유한다.

스택 영역에서 참조변수는 주소값을 저장한다

저장된 주소 값이 같다면 힙 영역에서 같은 공간을 참조한다.

쓰레드도 같은 주소를 가지고 힙영역에서 동일한 데이터에 접근 할 수 있다.

A Thread의 인스턴스와 B Thread의 인스턴스가 같은 주소를 가진다면 동일한 데이터에 접근 할 수 있는 것이다.

 

예제 코드를 통해서 어떻게 메모리를 공유하게 되는지 확인해보자.

 

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package Thread;
 
class Sum{
    int num;
    public Sum(){
        num=0;
    }
    public void addNum(int n) {
        num+=n;
    }
    public int getNum() {
        return num;
    }    
}
public class AdderThread extends Thread{
    Sum sumInst;
    int start,end;
    public AdderThread(Sum sum,int s,int e) {//Sum의 인스턴스가 매개변수 첫번째에 있다
    //main 함수에서 두 쓰레드 모두 초기화 될때 참조변수로 s를 가진다
    //두 Thread는 모두 Sum 클래스의 같은 힙영역을 참조하게 된다
    //그러면 Sum 클래스의 데이터 num을 두 Thread가 공유하게 되는 것이다
        sumInst = sum;
        start = s;
        end = e;
    }
    @Override
    public void run() {
        for (int i = start; i <= end; i++) {
            sumInst.addNum(i);//여기서 sum이 대입된 참조변수로 addNum()을 호출한다

 //두 Thread모두 sumInst값이 같다

        }
    }
}

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package Thread;
 
public class ThreadShare {
    public static void main(String[] args) {
        Sum s = new Sum();
        AdderThread at1 = new AdderThread(s,1,50);//Sum타입 s,1,50으로 인스턴스를 초기화한다
        AdderThread at2 = new AdderThread(s,51,100);//Sum타입 s,51,100으로 인스턴스를 초기화한다
        at1.start();
        at2.start();
        try {
            at1.join();//join 메소드를 호출한다
            at2.join();//join 메소드를 호출하면 해당 쓰레드가 종료될때까지 메인스레드가 대기한다
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            // TODO: handle exception
        }
        System.out.println("1~100까지의 합 : "+s.getNum());    
    }
}
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at1도 at2도 같은 addNum메소드를 호출하고 있다

이렇게 되면 같은 num 변수를 두고 두개의 스레드가 접근하고 있다

출력은 5050이 보통은 출력되지만 5050이 출력이 안될 수도 있다

 

동시접근을 막는 방법과

동시접근이 발생할때 순서를 제어하는 방법이 있어야 한다

 

이렇게 하나의 메모리 공간에 두 Thread가 동시에 접근하는 문제를 해결하기 위해서 동기화가 존재한다

이것은 레이스 컨디션의 예시이기도 합니다

 

 

1을 더하는 스레드 1,2가 수행되었는데도 99는 101이 되지않고 100이 되었다

 

동기화

동기화의 정의

순서를 정해서 메모리 공간에 접근한다

 

스레드로 프로그래밍을 하다보면 위 그림과 같은 문제가 생긴다

그 문제를 해결하기 위한 방법으로 동기화를 사용한다

 

동기화를 하는 방법1

syncronized를 사용하는 방법

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package Thread;
class Increment{
    int num = 0;
    public synchronized void increment() {
        //synchronized 키워드로 동기화 메소드를 선언했다
        //synchronized 선언으로 increment 메소드는 Thread에 안전한 함수가 된다
        num++;
    }
    public int getNum() {
        return num;
    }
}
public class IncThread extends Thread{
    Increment inc;
    public IncThread(Increment inc) {
        this.inc = inc;
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            for (int j = 0; j < 10000; j++) {
                inc.increment();
                //synchronized 덕분에 increment메소드는 잘 동작한다
                //하지만 이렇게 되면 성능이 감소된다
            }
        }
    }
}
cs

 

이렇게 synchronized 를 사용하면 t1이 작업 수행중일때 t2가 작업을 수행 할 수 없다

Thread 는 안전하다. 하지만 성능이 감소한다

성능이 감소하는 이유 1. 다른 thread의 접근을 막아놓아서

성능이 감소하는 이유 2. 작업 수행에 돌입할때, 빠져나갈때 소모되는 리소스가 많아진다

 

그래서 정말 필요한 최소한의 블록 , 최소한의 문장에만 synchronized 메소드를 사용해야 한다

 

동기화를 하는 방법2

synchronized기반 동기화 블록

 

이전의 동기화 메소드 기반 방법

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class Increment{
    int num = 0;
    int opCnt=0;
    //동기화 메소드 기반의 방법
    public synchronized int plus(int n1,int n2) {
        opCnt++;//동기화가 필요한 문장
        return n1+n2;
    }
    public synchronized int minus(int n1,int n2) {
        opCnt++;//동기화가 필요한 문장
        return n1-n2;
    }
}
cs

 

synchronized 기반 동기화 블록 방법

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class Increment{
    int num = 0;
    int opCnt=0;
    public int plus(int n1,int n2) {
        synchronized (this) {//동기화가 필요한 문장을 synchronized(this)로 지정해준다
            opCnt++;//동기화 된 문장            
        }
        return n1+n2;
    }
    public int minus(int n1,int n2) {
        synchronized (this) {//동기화가 필요한 문장을 synchronized(this)로 지정해준다
            opCnt++;//동기화 된 문장            
        }
        return n1-n2;
    }
}
cs

 

synchronized(this)에서 this는 동기화의 대상을 알리는 용도로 사용된다

함수를 호출하는데 쓰인 Thread 인스턴스를 대상으로 동기화를 진행한다

동기화 블록을 사용하면 동기화의 대상이 되는 영역을 세밀하게 제한 할 수 있다

 

 synchronized를 사용했을 때의 특징

 1. synchronized 를 사용하면 해당 메소드를 다른 스레드가 사용하지 못하게 된다

 2. synchronized method 1이 호출되어서 실행될때 synchronized method 2가 실행되지 못한다

 

lock 과 unlock을 사용하는 방법

자바에서는 Java 5.0부터 synchronized 키워드를 대체할 수 있는 Lock 클래스를 제공한다 Lock클래스에는 Lock 인터페이스가 있다

이것은 ReentrantLock 클래스에 구현되어 있어서 사용 할 수 있다

 

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
int count = 0;

void increment() {
    lock.lock();
    try {
        count++;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

 

Thread 접근 순서의 동기화의 필요성

 

다음의 코드를 보자

 

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package Thread;
 
public class NewsWriter extends Thread{
    NewsPaper paper;
    public NewsWriter(NewsPaper paper) {
        this.paper = paper;
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        paper.setTodayNews("newswriter 호출");
    }
}
 
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package Thread;
 
public class NewsReader extends Thread{
    NewsPaper paper;
    
    public NewsReader(NewsPaper paper) {
        this.paper = paper;
    }
    @Override
    public void run() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("newsreader 호출 "+paper.getTodayNews());
    }
}
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package Thread;
 
public class NewsPaper {
    String todayNews;
    public void setTodayNews(String news) {
        this.todayNews = news;
    }
    public String getTodayNews() {
        return todayNews;
    }
}
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package Thread;
 
public class MainNews {
    public static void main(String[] args) {
        NewsPaper paper = new NewsPaper();
        NewsWriter writer = new NewsWriter(paper);
        NewsReader reader = new NewsReader(paper);
        
        writer.start();//writer를 먼저 실행했다
        reader.start();//reader를 뒤에 실행했다
        
        try {
            writer.join();//join을 써서 대기하게 한다
            reader.join();//join을 써서 대기하게 한다
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            // TODO: handle exception
        }    
    }
}
cs

 

 

출력 화면

출력은 이렇다

코드 상에서 writer를 먼저 적었는데 reader가 먼저 출력이 된다.

신문을 쓰지도 않았는데 읽는 사람이 가져가는 것처럼 모델링이 된다

이것을 정상적으로 쓰기가 먼저오고 읽기가 나중에 오도록 하려면 어떻게 해야 할까

 

이래서 Thread 접근 순서의 동기화가 필요하다

 

Thread 접근순서의 동기화를 위해서 wait , notify , notifyall 이 존재한다

wait , notify , notifyall 에 의한 실행 순서 동기화

 

 

 

각각의 메소드는 Object 클래스에 그림처럼 존재한다

 

 public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException;

 위의 함수를 호출한 thread는 notify또는 notifyall method가 호출될 때까지 블로킹 상태에 놓이게 된다

 public final native void notify();

 wait 함수의 호출을 통해서 블로킹 상태에 놓여있는 thread 하나를 깨운다

 public final native void notifyAll();

 wait 함수의 호출을 통해서 블로킹 상태에 놓여있는 모든 thread를 깨운다

 

그럼 이 notifyall과 wait를 사용한 코드를 보겠다

 

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package Thread;
 
public class ThreadB extends Thread{
    // 해당 쓰레드가 실행되면 자기 자신의 모니터링 락을 획득
    // 5번 반복하면서 0.5초씩 쉬면서 total에 값을 누적
    // 그후에 notify()메소드를 호출하여 wait하고 있는 쓰레드를 깨움 
     int total;
     @Override
     public void run(){
         synchronized(this){
             for(int i=0; i<5 ; i++){
                 System.out.println(i + "를 더합니다.");
                 //for문이 수행되는 것을 볼 수 있게 적는다
                 total += i;
                 try {
                     Thread.sleep(500);//0.5초씩 쉰다
                 } catch (InterruptedException e) {
                     e.printStackTrace();
                 }
             }
             notify();
             //wait 하고 있는 쓰레드 깨운다 - 메인 스레드
         }
     }
 }
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package Thread;
public class ThreadA {
    public static void main(String[] args){
        // 앞에서 만든 쓰레드 B를 만든 후 start 
        // 해당 쓰레드가 실행되면, 해당 쓰레드는 run메소드 안에서 자신의 모니터링 락을 획득
        ThreadB b = new ThreadB();
        b.start();
        // b에 대하여 동기화 블럭을 설정
        // 만약 main쓰레드가 아래의 블록을 위의 Thread보다 먼저 실행되었다면 wait를 하게 되면서 모니터링 락을 놓고 대기       
        synchronized(b){
            try{
                // b.wait()메소드를 호출.
                // 메인쓰레드는 정지
                // ThreadB가 5번 값을 더한 후 notify를 호출하게 되면 wait에서 깨어남
                System.out.println("b가 완료될때까지 기다립니다.");
                b.wait();//메인 스레드가 정지하고 b가 5번 값을 더하고 난 뒤에
                //notify해주면 main이 작업을 수행하고 끝난다
            }catch(InterruptedException e){
                e.printStackTrace();
            }
            //깨어난 후 결과를 출력
            System.out.println("Total is: " + b.total);
            //0을 더합니다
            //1을 더합니다
            //2를 더합니다
            //3을 더합니다
            //4를 더합니다 가 모두 수행되고 나서 Total is가 출력된다
            //wait때문이다
        }
    }
}
cs

 

wait 는 다른 스레드를 잠재울 수 있다. 여기서는 스레드 b가 작업을 마칠때까지 main 스레드를 잠재웠다

 

그래서 main쓰레드가 접근을 못하게끔 만들수 있는 것이다

 

출력화면에서도 볼 수 있다

 

 

쓰레드와 공유객체

 

여러 개의 쓰레드가 하나의 객체를 공유하는 것을 말합니다.

 

하나의 객체를 여러개의 쓰레드가 함께 가지고 있다.

 

뮤직 플레이어 예제

 

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package ThreadTest;
 
public class MusicBox { 
    //신나는 음악!!! 이란 메시지가 1초이하로 쉬면서 10번 반복출력
    public void playMusicA(){
        for(int i = 0; i < 10; i ++){
            System.out.println("신나는 음악!!!");
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random() * 1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } // for        
    } //playMusicA
 
    //슬픈 음악!!!이란 메시지가 1초이하로 쉬면서 10번 반복출력
    public void playMusicB(){
        for(int i = 0; i < 10; i ++){
            System.out.println("슬픈 음악!!!");
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random() * 1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } // for        
    } //playMusicB
    //카페 음악!!! 이란 메시지가 1초이하로 쉬면서 10번 반복출력
    public void playMusicC(){
        for(int i = 0; i < 10; i ++){
            System.out.println("카페 음악!!!");
            try {
                Thread.sleep((int)(Math.random() * 1000));
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        } // for        
    } //playMusicC  
}
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package ThreadTest;
 
public class MusicBoxExam1 {
    public static void main(String[] args) {//메인 함수 선언 및 정의
        MusicBox box = new MusicBox();//MusicBox의 인스턴스 생성
        MusicPlayer kang = new MusicPlayer(1,box);//MusicPlayer의 인스턴스를 생성하고 1과 box로 초기화
        MusicPlayer kim = new MusicPlayer(2,box);//MusicPlayer의 인스턴스를 생성하고 2와 box로 초기화
        MusicPlayer lee = new MusicPlayer(3,box);//MusicPlayer의 인스턴스를 생성하고 3과 box로 초기화
        
        kang.start();//스레드 start
        kim.start();//스레드 start
        lee.start();//스레드 start
        
    }
}
cs

 

 

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package ThreadTest;
 
public class MusicPlayer extends Thread{
    int type;
    MusicBox musicbox;
    
    public MusicPlayer(int type,MusicBox musicBox) {//메인에서 사용할 MusicPlayer클래스의 생성자 정의
        this.type = type;//setter 처럼 인스턴스가 가진 값을 초기화 한다
        this.musicbox = musicBox;//setter 처럼 인스턴스가 가진 값을 초기화 한다
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    @Override
    public void run() {//부모 클래스 Thread에 있는 run 메소드를 Override 한다
        switch (type) {//생성자에서 초기화한 객체의 변수 type을 사용해서 Switch-case 문을 수행한다
        case 1://type의 값이 1인경우 첫번째 playMusic을 실행한다
            musicbox.playMusic();
            break;
        case 2://type의 값이 2인경우 첫번째 playMusic을 실행한다
            musicbox.playMusicB();
            break;
        case 3://type의 값이 3인경우 첫번째 playMusic을 실행한다
            musicbox.playMusicC();
            break;
        default:
            break;
        }
        // TODO Auto-generated method stub
        super.run();
    }
}
cs

 

출력 화면에는 신나는 , 슬픈 , 카페 음악이 번갈아가며 출력 될 것이다

 

 신나는 음악

 슬픈 음악

 슬픈 음악

 카페 음악

 신나는 음악

 신나는 음악

 카페 음악

 슬픈 음악

 신나는 음악

 카페 음악

 

데몬 스레드

 

데몬 : 보통 리눅스와 같은 유닉스 계열의 운영체제에서 백그라운드로 동작하는 프로그램을 말한다

 

자바에서는 이 프로그램과 유사한 데몬 스레드가 있다

 

데몬 스레드 : 자바에서 데몬과 유사하게 동작하는 쓰레드

예시 : 일정 시간마다 글을 저장

예시 : 일정 시간마다 맞춤 법을 검사

 

데몬 스레드 예제 코드

 

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package Thread;
//Runnable을 구현하는 DaemonThread클래스를 작성
public class DaemonThread implements Runnable {
 
    // 무한루프안에서 0.5초씩 쉬면서 데몬쓰레드가 실행중입니다를 출력하도록 run()메소드를 작성
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            System.out.println("데몬 쓰레드가 실행중입니다.");
 
            try {
                Thread.sleep(500);
 
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
                break//Exception발생시 while 문 빠찌도록 
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        // Runnable을 구현하는 DaemonThread를 실행하기 위하여 Thread 생성
        Thread th = new Thread(new DaemonThread());
        // 데몬쓰레드로 설정
        th.setDaemon(true);
        // 쓰레드를 실행
        th.start();
 
        // 메인 쓰레드가 1초뒤에 종료되도록 설정. 
        // 데몬쓰레드는 다른 쓰레드가 모두 종료되면 자동종료.
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }   
        System.out.println("메인 쓰레드가 종료됩니다. ");    
    }   
}
cs

 

출력 화면

 

 

 

이번 글에서는 스레드에 대해서 알아보았습니다

 

jswoo030@gmail.com 으로 질문을 보내시면 빠른 답변을 받으 실 수 있습니다

 

감사합니다

 

댓글