Volatile 메모리 가시성
public static void main(String[] args) {
MyTask task = new MyTask();
Thread t = new Thread(task, "work");
log("runFlag = " + task.runFlag);
t.start();
sleep(1000);
log("runFlag를 false로 변경 시도");
task.runFlag = false;
log("runFlag = " + task.runFlag);
log("main 종료");
}
static class MyTask implements Runnable {
boolean runFlag = true;
//volatile boolean runFlag = true;
@Override
public void run() {
log("task 시작");
while (runFlag) {
// runFlag가 false로 변하면 탈출 }
log("task 종료");
}
}- work 스레드는
runFlag를 사용해서 스레드의 작업을 종료한다. runFlag값이false가 되면 무한 루프를 탈출하며 작업을 종료한다.main스레드가runFlag의 값을false로 변경한다.runFlag의 값이false가 되었으므로work스레드는 무한루프를 탈출하며 작업을 종료한다.- 하지만 실제로 실행해 보면 자바 프로그램이 멈추지 않고 계속 실행된다.
work스레드가 실행하는while조건은false가 되었지만while문을 빠져나오지 못했다.
- cpu는 처리성능을 개선하기 위해 중간에 캐시메모리라는 것을 사용한다.
- cpu 연산은 매우 빠르기 때문에 cpu 연산의 빠른 성능을 따라가려면 cpu 가까이에 매우 빠른 메모리가 필요한데, 이것이 바로 캐시 메모리이다.
- 각 스레드가
runFlag의 값을 사용하면 cpu는 이 값을 효율적으로 처리하기 위해 먼저runFlag를 캐시 메모리에 불러온다. 이후에는 캐시 메모리에 있는runFlag를 사용하게 된다. main스레드의runFlag를false로 설정한다. 자연스럽게main스레드를 돌리는 cpu 코어의 캐시 메모리의runFlag값이false가 된다.work스레드가 사용하는 cpu 코어의 캐시 메모리는 여전히 값이true이다.- 이때 캐시메모리에 있는 cpu값이 언제 메모리에 반영되어
false가 될지는 알 수 없다. - 이 뿐만이 아니라 메인 메모리에 반영된 값을 다시 가져와
work스레드가 사용하는 캐시메모리에 다시 불러와야 한다.
캐시 메모리를 사용하면 cpu 처리 성능을 개선할 수 있다. 하지만 여러 스레드에서 같은 시점에 정확히 같은 데이터를 보는 것이 중요할 수도 있다.
이를 해결하는 방안은 아주 간단하다. 성능을 포기하는 대신 값을 읽을 때 값을 쓸때
모두 메인 메모리에 직접 접근하면 된다.
자바에서는 vloatile이라는 키워드로 이런 기능을 제공한다.
volatile boolean runFlag = true;- 이렇게 설정하면
runFlag에 대해서는 캐시메모리를 사용하지 않고, 값을 읽거나 쓸 때 항상 메인 메모리에 직접 접근한다. - 실행해 보면
runFlag를false로 변경하자마자task 종료가 출력되는 것을 알 수 있다.
자바 메모리 모델
메모리 가시성
멀티스레드 환경에ㅐ서 한 스레드가 변경한 값이 다른 스레드에서 언제 보이는지에 대한 것을 메모리 가시성이라한다. 이름 그대로 메모리에 변경한 값이 보이는 가 아닌가의 문제이다.
happens-before
happens-before 관계는 자바 메모리 모델에서 스레드간의 작업 순서를 정의하는 개념이다. 만약 A 작업이 B 작업보다 happend-before 관계에 있다면 A 작업에서의 모든 메모리 변경 사항은 B 작업에서 볼 수 있다. 즉 A 작업에서 변경된 내용은 B 작업이 시작되기 전에 모두 메모리에 반영된다.
- happens-before 관계는 이름 그대로, 한 동작이 다른 동작보다 먼저 발생함을 보장하는 것이다.
- happens-before 관계는 스레드간의 메모리 가시성을 보장하는 규칙이다.
- happens-before 관계가 성립되면 한 스레드의 작업을 다른 스레드에서 볼 수 있게 된다.
- 한 스레드에서 수행한 작업을 다른 스레드가 참조할 때 최신상태가 보장되는 것이다.
volatile 규칙
한 스레드에서 volatile 변수에 대한 쓰기 작업은 해당 변수를 읽는 모든 스레드에 보이도록 한다. 즉 volatiile 변수에 대한 쓰기 작업은 그 변수를 읽는 작업보다 happens-before관계를 형성한다.
자바를 사랑합니다