Thread

Thread(쓰레드)

Thread란

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컴퓨터 OS에선 프로세스에 멀티테스킹을 지원한다. 그런데 사실 컴퓨터는 멀티테스킹을 지원하지 않고
한가지의 프로세스만 사용 할 수 있다.
하지만 여러가지 프로세스의 데이터를 번갈아가며(사람이 인지 할 수 없는 속도) 처리하여 여러개의 프로세스를 돌려 멀티테스킹이 될 수 있게 한다.

이것은 java 프로그램에서도 적용이 가능한데 이것을 Thread라고 하는데 멀티 쓰레드라고도 한다.

Thread의 장점으로는

• 메모리 공유로 인한 자원소모를 줄일 수 있다.
• 동시에 두가지에 일을 할 수 있다(멀티 테스킹)

Thread의 단점으로는

• Thread끼리의 충돌이 발생 할 수 있다.
• 코드가 난잡해서 버그 확률이 높아질 수 있다.

Thread의 순환

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Thread는 Life Cycle의 순환을 통해 실행이 되는데

1. Runnable (준비상태)

스레드가 실행되기 위한 준비단계입니다. CPU를 점유하고 있지않으며 실행(Running 상태)을 하기 위해 대기하고 있는 상태입니다. 코딩 상에서 start( ) 메소드를 호출하면 run( ) 메소드에 설정된 스레드가 Runnable 상태로 진입합니다. “Ready“ 상태라고도 합니다.

2. Running (실행상태)

CPU를 점유하여 실행하고 있는 상태이며 run() 메서드는 JVM만이 호출 가능합니다. Runnable(준비상태)에 있는 여러 스레드 중 우선 순위를 가진 스레드가 결정되면 JVM이 자동으로 run( ) 메소드를 호출하여 스레드가 Running 상태로 진입합니다.

3. Dead (종료상태)

Running 상태에서 스레드가 모두 실행되고 난 후 완료 상태입니다. “Done” 상태라고도 합니다.

4. Blocked (지연 상태)

CPU를 점유권을 상실한 상태입니다. 후에 특정 메서드를 실행시켜 Runnable(준비상태)로 전환합니다.

wait( ) 메소드에 의해 Blocked 상태가 된 스레드는 notify( ) 메소드가 호출되면 Runnable 상태로 갑니다. sleep(시간) 메소드에 의해 Blocked 상태가 된 스레드는 지정된 시간이 지나면 Runnable 상태로 갑니다.

Thread의 생성과 적용

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Thread를 생성하여 시작하려면 Method Start()가 필요한데 이것은 Thread Class에 있다.

방법으로는 2가지가 있는데 1. Thread를 extends로 상속받아 start()를 사용하는 방법

class A extends Thread{
    A thd = new A();
    thd.start();
}

2. Runnable interface를 구현(상속?)하여 Thread(Runnable e)생성자를 통해 인스턴스화 하여 사용하는 방법

class B implements Runnable{
    B b = new B();
    Thread thd = new Thread();
    thd.strat();
}

Thread의 우선순위

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sleep() 를 사용하면 알 수 있는 사실이 있는데 Thread는 무차별적 순서로 실행이 되는 것이 아니라
들어온 순서대로 첫번째, 두번째 번갈아가며 실행되는 것을 볼 수 있다.
전산은 quote방식을 가져 랜덤이 아닌 우선순위를 가진다는 것을 알 수 있다.

Field값으로 MAX, MIN , NORM이 있다.

//Field
    static final MAX_PRIORITY = 10;
    static final NORM_PRIORITY = 5;
    static final MIN_PRIORITY = 1;

method setPriority()를 사용하여 우리는 어느정도 우선 순위를 정해 줄 수 있다.

//main
    t1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
    t2.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
    t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);

    t1.start();
    t2.start();
    t3.start();

//result
    //t2 ==> t3 ==> t1 순서로 시작
    //하지만 우선순위를 지정할 뿐 절대적인 순위는 아니다

Synchronized

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Thread의 장점으로는 같은 메모리를 공유한다는 것이다. 그런데 만약 한 Thread에서 method에 접근하여 상태값을 변경할때 만약 다른 Thread에서 접근을 한다면
분명 충돌이 발생할 것이다.
이것은 실생활에서도 볼 수 있는데 excel 파일을 공유하여 수정하고 있는 도중에 다른 곳에서
공유한 excel에 접근하여 또 수정을하게되면 파일 충돌이 발생한다.
이것과 같은 경우라고 볼 수 있다.

java는 이것을 방지하기 위해 Synchronized를 지원한다.

//method 전체 영역을 지정
public synchronized void method(){
    //.....
}
//특정한 영역을 지정
synchronized (매개변수 ){
    //.....
}

위와 같이 사용하면 하나의 KEY를 생 성하는데 만약 Thread가 synchronized의 접근하게 된다면 KEY를 가지게 된다.
Thread가 Running에서 나와 다른 Thread가 실행이 되더라도 KEY를 가지고 있지 않기 때문에 method와 특정 영역에는 접근 할 수 없게 된다.
접근하지 못한 Thread는 Synchronized Pool이라는 영역에 들어가게되어 KEY를 가진 Thread가 작업을 수행 한 후 다시 Thread 순환에 들어가게된다.

이러한 방법으로 Thread의 공유를 통한 충돌을 막을 수 있게 된다.

하지만 코드를 잘못하여 작성하게 되면 KEY를 가진 Thread가 무한반복되는 상황이 발생하여 다른 Thread가
실행이 되지 않는 상황이 발생할 수 있다. 그렇기에 항상 주의하며 코드를 작성해야한다.