[Java] Thread(쓰레드)란?

MINSANG YU·2022년 9월 14일

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Thread란 프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체를 의미한다. 모든 프로세스에는 한 개 이상의 Thread가 존재하여 작업을 수행힌다.

※ 프로세스 : 사용자가 작성한 프로그램이 운영체제에 의해 메모리 공간을 할당받아 실행 중인 것으로, 실행 중인 프로그램이자 하나의 단위라고 할 수 있다. 프로그램에 사용되는 데이터와 메모리 등의 자원과 Thread로 구성된다.

Thread의 생성

1. Runnable 인터페이스 구현

public class Program {

    public static void main(String[] args) {
        Thread th = new Thread(new RunnableTest());
        th.start();
    }
}

public class RunnableTest implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            System.out.printf("쓰레드: %d\n", i);
        }
    }
}

Runnable 인터페이스를 구현한 경우는, 해당 클래스를 인스턴스화해서 Thread 생성자에 argument로 넘겨줘야 한다.

그리고 run()을 호출하면 Runnable 인터페이스에서 구현한 run()이 호출되므로 따로 오버라이딩하지 않아도 되는 장점이 있다.

2. Thread 클래스 상속

public class Program {

    public static void main(String[] args) {
        Thread th = new MyThread();
        th.start();
    }
}

public class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            System.out.printf("쓰레드: %d\n", i);
        }
    }
}

Runnable 구현의 경우 Thread 클래스의 static 메소드인 currentThread()를 호출하여 현재 Thread에 대한 참조를 얻어와야만 Thread 클래스의 메서드 호출이 가능하지만, Thread 클래스를 상속받으면 Thread 클래스의 메서드를 바로 사용할 수 있다.

Thread의 실행

run()메서드가 아닌 start()메서드를 호출함으로써 실행

Thread를 이용한다는 것은 JVM이 다수의 콜 스택을 번갈아가며 일을 처리하고있음을 뜻한다. run() 메서드를 직접적으로 실행할 경우 여러개의 콜 스택을 사용하는것이 아닌 main()의 콜 스택에 run() 메서드를 담는 것이므로 , Thread가 작업을 실행하기 위해 필요한 해당 Thread만의 독립적인 콜 스택을 생성하고, Override한 run() 메서드를 스택에 담아주는 메서드인 start()를 호출함으로써 Thread를 실행해야한다.

Thread의 상태 6가지

NEW : Thread가 생성되었지만 Thread가 아직 실행할 준비가 되지 않았음
RUNNABLE : Thread가 실행되고 있거나 실행준비되어 스케줄링을 기달리는 상태
WAITING : 다른 Thread가 notify(), notifyAll()을 불러주기 기다리고 있는 상태(동기화)
TIMED_WAITING : Thread가 sleep(n) 호출로 인해 n 밀리초동안 잠을 자고 있는 상태
BLOCK : Thread가 I/O 작업을 요청하면 자동으로 Thread를 BLOCK 상태로 만든다.
TERMINATED : Thread가 종료한 상태
※ notify() : 일시 정지 상태에 있는 다른 Thread를 실행 대기 상태로 만듬(RUNNABLE)

Thread 동기화 구현법

동기화란?

공유하는 데이터의 일관성이 유지될 수 있게 Thread의 실행 순서를 정의하고 이 순서를 따르도록 하는 것을 의미한다.

synchronized 키워드 활용

public synchronized void saveMoney(int save){
    int m = money;
    try{
        Thread.sleep(2000);
    } catch (Exception e){

    }
    money = m + save;
    System.out.println("입금 처리");

}

public synchronized void minusMoney(int minus){
    int m = money;
    try{
        Thread.sleep(3000);
    } catch (Exception e){

    }
    money = m - minus;
    System.out.println("출금 완료");
}

현재 데이터를 사용하고 있는 해당 Thread를 제외하고 나머지 Thread들은 데이터에 접근 할 수 없도록 막아주는 개념으로 이해하면 된다.

기타 동기화 개념

임계 영역(critical section) : 공유 자원에 단 하나의 Thread만 접근하도록 (하나의 프로세스에 속한 Thread만 가능)
뮤텍스(mutex) : 공유 자원에 단 하나의 Thread만 접근하도록 (서로 다른 프로세스에 속한 Thread도 가능)
이벤트(event) : 특정한 사건 발생을 다른 Thread에게 알림
세마포어(semaphore) : 한정된 개수의 자원을 여러 Thread가 사용하려고 할 때 접근 제한
대기 가능 타이머(waitable timer) : 특정 시간이 되면 대기 중이던 Thread 깨움

예상 질문

📌 Thread란 무엇인가요?

Thread란 프로세스 내에서 실제로 작업을 수행하는 주체를 의미합니다.

📌 Thread를 구현할 때 Runnable 인터페이스를 구현하는 것과 Thread 클래스를 상속받아 구현하는 것의 차이점은 무엇인가요?

Runnable 인터페이스로 구현한 경우 Thread 클래스의 static 메소드인 currentThread()를 호출하여 현재 Thread에 대한 참조를 얻어와야만 Thread 클래스의 메서드 호출이 가능하지만, Thread 클래스를 상속받으면 Thread 클래스를 바로 사용할 수 있다.

📌 Thread의 동기화가 필요한 이유가 무엇인가요?