스레드 기본(3)

동기화

스레드의 문제점

스레드들이 여러 개 동시의 작업을 진행하기 때문에 공유자원의 문제가 발생한다.

동기화(Synchronization)의 정의

줄서기(번갈아 가면서 순서대로 공유자원 사용하기)

동기화의 기법

synchronized 블록(자원을 사용할 때 자원에 락(Lock)을 거는 방식)

wait() 와 notify()

동기화가 보장되지 않는 예제

public class NotSyncDataMain {
    public static Data data = new Data();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main 시작");
        Tom t = new Tom();
        Jane j = new Jane();
        t.start();
        j.start();
        System.out.println("main 종료");
    }
}

class Data {
    public int i = 0;
}

class Tom extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            NotSyncDataMain.data.i++;
        }
        System.out.println("Tom :" + NotSyncDataMain.data.i);
    }
}

class Jane extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
            NotSyncDataMain.data.i++;
        }
        System.out.println("Jane :" + NotSyncDataMain.data.i);
    }
}

결과

main 시작

main 종료

Tom :102920518

Jane :111359606

동시에 실행되는 것이 스레드 이기 때문에 Tom과 Jane은 공유자원 Data data의 멤버변수 i의 값을 100000번씩 200000번 증가시킬 것이다. 결과는 200000이 나와야 하지만 전혀 다른 결과가 나온 것을 알 수 있다. 이것은 i에 접근할 때 순서대로 중복되지 않게 번갈아 가면서 작업을 한 것이 아니라 어느 시점에 Tom과 Jane이 동시에 값을 읽고 증가 시켰기 때문에 발생하는 문제 이다.

동기화 보장 예제

public class SyncDataMain {
    public static Data data = new Data();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main 시작");
        Tom t = new Tom();
        Jane j = new Jane();
        t.start();
        j.start();
        System.out.println("main 종료");
    }

}

class Data {
    public int i = 0;
}

class Tom extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            synchronized (SyncDataMain.data) {
                SyncDataMain.data.i++;
            }
        }
        System.out.println("Tom :" + SyncDataMain.data.i);
    }
}

class Jane extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            synchronized (SyncDataMain.data) {
                SyncDataMain.data.i++;
            }
        }
        System.out.println("Jane :" + SyncDataMain.data.i);
    }
}

결과

main 시작

main 종료

Tom :1000

Jane :2000

동기화 보장을 위한 synchronized 블록 즉 임계 영역을 설정했기 때문에 Tom과 Jane은 동시에 수를 증가시키지는 않느다. 어트 한 시점에 하나의 스레드만이 공유자원의 값을 증가시키기 때문에 최종 결과는 2000 이 나오는 것이다.

* 다만 동기화를 사용할 경우 임계 영역이 있기 때문에 대기 시간이 많이 발생되고 그로 인해 성능에 악영향을 줄수 있다.