🌼 스레드(Thread)
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프로그램에서 명령을 실행하기 위한 최소의 작업 단위 (프로그램 흐름)
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프로세스(Process) : 메모리에 저장되어 중앙처리장치(CPU)에 의해 실행되는 명령
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Thread 클래스 : 스레드 관련 정보를 저장하고 스레드 관련 기능을 메소드로 제공하는 클래스
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Thread.currentThread() : 현재 사용중인 스레드에 대한 Thread 객체를 반환하는 메소드
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Thread.getName() : Thread 객체에 저장된 스레드의 이름(식별자)을 반환하는 메소드
📙 1. 단일 스레드 프로그램
- 명령을 하나씩 처리
- JVM에 의해 생성된 main 스레드를 이용하여 main() 메소드의 명령 실행
- main() 메소드가 종료되면 main 스레드는 자동 소멸 → 프로그램 종료
🐣 예제1
public class SingleThread {
public void display() {
System.out.println("SingleThread 클래스의 display() 메소드 시작");
System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()
+"] 스레드에 의해 display() 메소드의 명령 실행");
System.out.println("SingleThread 클래스의 display() 메소드 종료");
for(char i='A';i<='Z';i++) {
System.out.print(i); }}}
🐣 예제2 (실행)
public class SingleThreadApp {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("SingleThreadApp 클래스의 main() 메소드 시작");
//Thread.currentThread() : 현재 사용중인 스레드에 대한 Thread 객체를 반환
//Thread.getName() : Thread 객체에 저장된 스레드의 이름(식별자)을 반환
System.out.println("["+Thread.currentThread().getName()
+"] 스레드에 의해 main() 메소드의 명령 실행");
//객체를 사용하여 메소드를 호출한 경우 스레드가 클래스의 메소드로 이동하여 명령 실행
// → 메소드의 명령을 모두 실행한 뒤 다시 되돌아와 나머지 명령 실행
new SingleThread().display();//객체를 생성한 후 메소드 호출
System.out.println("SingleThreadApp 클래스의 main() 메소드 종료");
for(char i='0';i<='9';i++) {
System.out.print(i); }}}
📙 2. 다중 스레드 프로그램
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명령을 동시에 처리 가능
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프로그램 개발자가 스레드를 직접 생성하여 여러 명령을 동시에 실행되도록 만든 프로그램
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프로그램의 모든 스레드가 소멸되면 프로그램 종료
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GUI 프로그램, Web 프로그램 등은 다중 스레드 프로그램으로 작성
-
Thread.sleep(long ms) : 현재 명령을 실행하는 스레드를 원하는 시간(ms)만큼 일시적으로 중지하는 메소드
- InterruptedException 발생 : 일반 예외 (예외처리를 하지 않으면 에러 발생)
- InterruptedException 발생 : 일반 예외 (예외처리를 하지 않으면 에러 발생)
💡 프로그램 개발자가 main 메소드 명령이 아닌 새로운 스레드를 생성하여 명령을 실행하는 방법1
- Thread 클래스를 상속받은 자식클래스 작성
- Thread 클래스를 상속받은 자식클래스의 run() 메소드를 오버라이드 선언
→ run() 메소드에는 프로그램 개발자에 의해 생성된 스레드가 실행할 명령 작성 - Thread 클래스를 상속받은 자식클래스로 객체 생성 (Thread 객체 생성)
- 자식클래스의 객체로 start() 메소드 호출 (Thread 객체의 start() 메소드 호출)
→ Thread 객체로 새로운 스레드를 만들어 자식클래스에 오버라이드 선언된 run()메소드의 명령 실행
→ Thread 객체로 start() 메소드 외 다른 메소드를 호출하지 않을 경우 참조변수를 사용하지 않고 직접 start() 메소드 호출
💡 프로그램 개발자가 main 메소드 명령이 아닌 새로운 스레드를 생성하여 명령을 실행하는 방법2
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Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스 작성
→ 자식클래스가 다른 클래스를 상속받아 Thread 클래스를 상속받지 못할 경우 사용하는 방법 -
Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스의 run() 메소드를 오버라이드 선언
→ run() 메소드에는 프로그램 개발자에 의해 생성된 스레드가 실행할 명령 작성 -
Thread 객체 생성 - 생성자 매개변수에 Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스의 객체를 전달받아 생성
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Thread 객체로 start() 메소드 호출
→ Thread 객체로 새로운 스레드를 만들어 Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스에 오버라이드 선언된
run()메소드에 명령 실행
🐣 예제1 (실행)
- Thread(Runnable target) : Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스의 객체를 전달 받아 Thread 객체 생성
public class MultiThreadApp {
//main() 메소드에 의해 전달되는 모든 예외는 JVM에 의해 자동으로 예외 처리
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//JVM에 의해 main 스레드가 생성되어 main() 메소드의 명령 실행
//Thread 객체를 생성하여 start() 메소드 호출
//새로운 스레드가 만들어지면 Thread 클래스의 run() 메소드를 호출하여 명령 실행
//Thread thread=new Thread();
//thread.start(); : (Thread 클래스의 run() 메소드에는 명령 미존재)
MultiThreadOne one=new MultiThreadOne();
one.start();
//Thread 객체로 start() 메소드외 다른 메소드를 호출하지 않을 경우 참조변수를
//사용하지 않고 객체를 생성하여 직접 start() 메소드 호출
//새로운 스레드가 생성되어 MultiThreadOne 클래스의 run() 메소드의 명령 실행
new MultiThreadOne().start();
//하나의 Thread 객체는 start() 메소드로 하나의 스레드만 생성하여 명령 실행 가능
//Thread(Runnable target) : Runnable 인터페이스를 상속받은 자식클래스의
//객체를 전달 받아 Thread 객체 생성
new Thread(new MultiThreadTwo()).start();
for(char i='0';i<='9';i++) {
System.out.print(i);
//Thread.sleep(long ms) : 현재 명령의 스레드를 원하는 시간(ms)만큼 중지
Thread.sleep(500); }}}
🐣 예제2 (방법1)
public class MultiThreadOne extends Thread {
@Override
public void run() {
for(char i='A';i<='Z';i++) {
System.out.print(i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); }}}}
🐣 예제3 (방법2)
public class MultiThreadTwo implements Runnable {
@Override
public void run() {
for(char i='a';i<='z';i++) {
System.out.print(i);
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); }}}}
📌 다중스레드 프로그램의 문제점
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(같은 클래스로 만들어진) 동일한 다수의 스레드가 run() 메소드의 명령을 동시에 실행할 경우 메소드를 호출하여 필드값(공유)을 변경하면 잘못된 처리결과 발생 가능
즉, 어떤 스레드가 먼저 처리(실행)될지 알수없음(불확실성) -
해결법 : 스레드 동기화를 이용하여 스레드에 대한 메소드 호출 제어
📕 스레드 동기화
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Thread Synchronize : 스레드에 의해 메소드 호출시 메소드의 모든 명령을 처리하기 전까지 다른 스레드의 메소드 실행을 방지하기 위한 기능
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스레드를 일시 중지하여 명령이 실행되지 않도록 락(Lock) 기능 제공
- 스레드 동기화 처리 방법
- synchronized 키워드를 사용하여 메소드 선언
- 동기화 메소드(Syncronized Method)
- 형식) 접근제한자 synchronized 반환형 메소드명 (자료형 매개변수명, ... ) { }
- synchronized 키워드로 블럭을 설정하여 메소드 호출
- 형식) synchronized ( 객체 ) { 객체, 메소드명 ( 값, ... ); ... }
- 객체로 호출되는 모든 메소드는 동기화 처리되어 실행
🐣 예제1 (잔액 저장)
- 은행계좌정보(잔액)를 저장하기 위한 클래스
public class Account {
private int balance;//balance(잔액) 필드 선언
public Account() { }//기본생성자
public Account(int balance) {//생성자 초기화
super();
this.balance = balance;
}
public int getBalance() {//getter, setter 메소드 선언
return balance;
}
public void setBalance(int balance) {
this.balance = balance;
}
//입금 처리 메소드 - 매개변수로 입금자와 입금액을 전달받아 처리
public synchronized void deposit(String name, int amount) {
balance+=amount;
System.out.println(name+"님이 "+amount+"원을 입금. 잔액은"+balance+"원.");
}
//출금 처리 메소드 - 매개변수로 출금자와 출금액을 전달받아 처리
public void withDraw(String name, int amount) {
if(balance<amount) {
System.out.println(name+"님 잔액"+balance+"원 남아"+amount+"원 출금불가.");
return;
}
balance-=amount;
System.out.println(name+"님이 "+amount+"원을 출금. 잔액은 "+balance+"원."); }}
🐣예제2 (다중스레드)
- 은행계좌 사용자정보(은행계좌정보, 사용자명)를 저장하기 위한 클래스
public class AccountUser extends Thread {//Thread 클래스 상속
private Account account;//Account 클래스의 account필드 선언
private String userName;
public AccountUser() { }//기본생성자
public AccountUser(Account account, String userName) {//생성자 초기화
super();
this.account = account;
this.userName = userName;
}
public Account getAccount() {//getter, setter 메소드 선언
return account;
}
public void setAccount(Account account) {
this.account = account;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
@Override //run()메소드 오버라이드
public void run() {
//프로그램 개발자에 의해 생성된 새로운 스레드가 run() 메소드의 명령 실행
// → 은행계좌 사용자에 의한 은행계좌의 입금 처리 메소드 호출
account.deposit(userName, 5000);//account클래스의 deposit메소드 호출
synchronized (account) {
account.withDraw(userName, 5000); }}}
🐣예제3 (동기화실행)
public class AccountUserApp {
public static void main(String[] args) {
//은행계좌정보를 생성하여 저장
Account account=new Account(10000); //잔액 : 10000원
//단일 스레드(main)를 이용하여 은행계좌 사용자를 생성하여 입금 처리
AccountUser[] users=new AccountUser[3];
//모든 사용자가 동일한 계좌 사용
users[0]=new AccountUser(account, "홍길동");
users[1]=new AccountUser(account, "임꺽정");
users[2]=new AccountUser(account, "전우치");
for(AccountUser user:users) {
user.getAccount().deposit(user.getUserName(), 5000);
}
//다중 스레드를 이용하여 은행계좌 사용자를 생성하여 입금(출금) 처리
new AccountUser(account, "홍길동").start();
//start 메소드 호출 → run메소드 실행
new AccountUser(account, "임꺽정").start();
new AccountUser(account, "전우치").start(); }}
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