Static Synchronization in Java

문제 아래 코드의 예상되는 출력 값과 그 이유를 설명하시오.

public class ThreadTest {
	public synchronized static void main(String args[]) {
		Thread thread = new Thread() {
			public void run() {
				pong();
			}
		};
		thread.start();
		System.out.println("PING");
	}
	
	public synchronized static void pong() {
		System.out.println("PONG");
	}
}

---

해당 문제를 풀기 위해서는 static의 개념과 synchronized에 대한 이해가 필요했다.

동기화에 관한 중요 사항 (Important Points Regarding Synchronization)

• object level에 Method에만 해당된다.
• Method 또는 Block이 동기화된 경우 실행을 시작하려면 object-level lock이 필요하다.
• 동기화(Synchronization)는 deadlock의 유일한 이유이기 때문에 Java에서 가장 위험한 단어이다.
• 필요할 때 synchronized 키워드를 사용하고 synchronized block을 사용

Static Synchronization

• 동기화된 메서드(synchronized method)는 순서가 지정된 출력을 가져오는 동작을 잃을 수 있습니다.
• 클래스의 객체가 더 많을 경우 특정 인스턴스의 잠금(lock)만 획득합니다.
• 동기화된 동작을 유지하려면 Static Synchronization으로 달성할 수 있는 instance-level lock이 아닌 class-level lock이 필요합니다.

참고

클래스가 synchronized와 static synchronized 메서드 둘 다 가지고 있는 경우 그것들은 서로 다른 lock을 요구하기 때문에 병렬로 실행 할 수 있다.

아래 그림은 6개의 쓰레드가 있고, 실행 순서는 아래와 같다.

Threads and Classes

여기서 t1,t2… t6은 스레드 이름입니다.

메소드의 완전한 선언은 다음과 같습니다: 
method1: public static synchronized void method1() 
method2: public static synchronized void method2() 
method3: public static void method3() 
method4: public synchronized int method4() 
method5: public String method5()

1. t1.method1() 은 Manager 클래스의 class level lock을 획득하면서 실행을 시작합니다.
2. t2.method2() 는 static synchronized 메서드이므로 실행 시작 시간을 기다립니다. t1이 이미 class level lock을 획득했기 때문에 class level lock이 필요합니다. t2는 t1 실행까지 기다려야 합니다.
3. t3.method2() 는 class level lock이 필요합니다. 그래서 t1이 잠금을 해제할 때까지 기다려야 합니다.
4. t4.method3() 은 lock이 필요 없는 static 메서드이므로 실행을 시작합니다.
5. t5.method4() 는 인스턴스 메서드 또는 일반 수준의 sychronized 메서드로 실행을 시작하고 object level lock이 필요하므로 object level lock을 얻습니다.
6. t6.method5() 는 인스턴스 메서드 또는 일반 메서드이므로 실행을 시작합니다.

Difference between Synchronized and Static Synchronized in Java

synchronized	static synchronized
object-level lock	class-level lock
메서드를 static으로 선언할 필요는 없다.	메서드를 static으로 선언해야 한다.
정기적으로 사용해야 한다.	정기적으로 사용되지 않는다.
각 object에 대해 다른 인스턴스가 생성된다.	전체 프로그램에 대해 하나의 인스턴스이다.