[스프링 핵심 원리 - 기본편] 섹션 8 수강

섹션 8. 빈 생명주기 콜백 수강 완료!!

스프링 빈은 간단하게 다음과 같은 라이프사이클을 가진다.
객체 생성 ➡️ 의존관계 주입

스프링은 의존관계 주입이 완료되면 스프링 빈에게 콜백 메서드를 통해 초기화 시점을 알려주는 다양한 기능을 제공한다. 또한 스프링 컨테이너가 종료되기 직전에 소멸 콜백을 준다.

스프링은 크게 3가지 방법으로 빈 생명주기 콜백을 지원한다.

• 인터페이스(InitializingBean, DisposableBean)
• 설정 정보에 초기화 메서드, 종료 메서드 지정
• @PostConstruct, @PreDestroy 애노테이션 지원

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계산기

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Concurrency vs Parallelism

Concurrency(동시성)

한 코어에서 여러 스레드를 빠르게 교차하면서 동시에 실행되는 것처럼 보이는 것.

• Context Switching

내가 지금 TV를 보고 있다고 가정하자.
그런데 TV를 보는 도중 카톡 알람이 울렸다.
이 때 나는 TV를 보다 카톡에 답장을 하고, 다시 TV를 보다 카톡을 했다.
이걸 계속 반복하면 다른 사람이 봤을 땐 동시에 두 가지 일을 하는 것처럼 보이지만, 사실 나는 TV를 볼 땐 TV만 보고, 카톡을 볼 땐 휴대폰만 본다.
즉, 짧은 시간 동안 왔다 갔다 하면서 일을 처리한다는 거다.
(→ 주어진 짧은 시간 동안 ‘한 가지 일(TV 보기)’을 처리하고 다음 시간엔 다른 ‘한 가지 일(카톡 하기)‘을 처리한다.)

Concurrency is about dealing with lots of things at once.

동시성은 한 번에 여러 가지 일을 다룬다.

멀티태스킹은 동시성을 만족한다.
싱글 코어에서, 프로세스에게 아주 짧은 타임 슬라이스를 주고 그 시간 동안 번갈아가며 일을 수행시킨다. 그렇게 함으로써 마치 동시에 여러 프로그램이 실행되는 것 같은 느낌을 주는 것이다.

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Parallelism(병렬성)

2개 이상의 코어에서 실제로 동시에 여러 작업이 처리되는 것.

아까 동시성에서 쓴 예를 들자면, 나는 몸이 두 개인 사람이라고 가정해야 한다.
그래서 한 몸으로는 TV를 보고, 다른 한 몸으로는 카톡을 하는 것이다.
즉, 진짜 두 가지 일을 ‘동시에‘ 처리하는 것이다.

Parallelism is about doing lots of things at once.

병렬성은 한 번에 여러가지 일을 한다.

병렬 처리(Parallel Processing)는 동시에 여러 개의 명령을 처리하여 작업의 능률을 올리는 방식을 말한다.
여러 개의 명령을 동시에 처리하는 병렬 처리는 코어가 여러 개인 CPU는 물론이고 코어가 하나인 CPU에서도 작동 가능하다.

병렬 처리 시 고려 사항

• 상호 의존성이 없어야 병렬 처리가 가능하다.
  각 명령이 서로 독립적이고 앞의 결과가 뒤의 명령에 영향을 미치지 않아야 한다.

• 각 단계의 시간을 거의 일정하게 맞춰야 병렬 처리가 원만하게 이루어진다.
  각 단계의 처리 시간이 들쑥날쑥하면 앞의 작업이 먼저 끝나더라도 가장 긴 시간이 걸리는 단계에서 병목 현상이 발생한다.
  

• 전체 작업 시간을 몇 단계로 나눌지 잘 따져보아야 한다.
  병렬 처리의 깊이 N은 동시에 처리할 수 있는 작업의 개수를 의미한다.
  이론적으로는 N이 커질수록 동시에 작업할 수 있는 작업의 개수가 많아져서 성능이 높아질 것이다.
  하지만 작업을 너무 많이 나누면 각 단계마다 작업을 이동하고 새로운 작업을 불러오는 데 시간이 너무 많이 걸려서 오히려 성능이 떨어진다.
  

병렬 처리 기법

• 파이프라인(Pipeline)
  하나의 코어에 여러 개의 스레드를 사용하는 것이다.
  기존 방식에서는 한 명령어를 처리하기 위해 명령어 처리 4단계(패치 → 해석 → 실행 → 쓰기)를 모두 마치고 다음 명령어를 실행하지만, 파이프라인에서는 명령어 처리의 단계마다 독립적으로 구성하여 각 단계가 쉬지 않고 명령어를 처리할 수 있게 한다.

• 슈퍼스칼라(Super-Scalar)
  파이프라인을 처리할 수 있는 코어를 여러 개 구성하여 복수의 명령어가 동시에 실행되도록 한다.
  오늘날의 CPU는 대부분 슈퍼스칼라 기법을 사용하고 있다.
  

• 슈퍼파이프라인(Super-Pipeline)
  파이프라인의 각 단계를 세분하여 한 클록 내에 여러 명령어를 처리할 수 있다.
  한 클록 내에 여러 명령어를 실행하면 다음 명령어가 빠른 시간 안에 시작될 수 있어 병렬 처리 능력이 높아진다.
  

• 슈퍼파이프라인 슈퍼스칼라(Super-Pipelined Super-Scalar)
  슈퍼파이프라인 기법을 여러 개의 코어에서 동시에 수행한다.
  

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그래서 이러한 일들을 왜 하느냐?
바로 CPU의 성능을 향상시키기 위해서다.

CPU의 성능을 향상시키는 가장 좋은 방법은 CPU의 클록을 높이거나 캐시의 크기를 늘리는 것이다.
하지만 클록을 높이면 발열 문제가 생기고 캐시를 늘리면 비용이 발목을 잡는다.
그래서 CPU 코어를 여러 개 만들거나 동시에 실행 가능한 명령의 개수를 늘리는 것이다.

즉, 동시성과 병렬성은 CPU를 한계까지 쥐어짜내기 위해… 계속 일을 시키기 위해 등장한 개념이라고 보면 되겠다.

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참고 자료

1. 조성호, 쉽게 배우는 운영체제

2. 코딩하는초롱, “병렬성과 비동기성”, https://youtu.be/au29Z2emEmY

3. PyCon Korea, “동시성과 병렬성”, https://youtu.be/Iv3e9Dxt9WY

4. 쉬운코드, “프로세스, 스레드, 멀티태스킹, 멀티스레딩, 멀티프로세싱, 멀티프로그래밍”, https://youtu.be/QmtYKZC0lMU

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Call By Value와 Call By Reference

+) 22. 07. 17. 추가

Call By Value

함수 호출 시 전달되는 변수의 값을 복사하여 함수의 인자로 전달한다.

값을 복사하여 처리하는 방식이기 때문에 Call By Value에 의해 넘어온 값을 증가시켜도 원래의 값이 보존된다.
또한, 값을 복사하여 넘기기 때문에 메모리의 사용량이 증가한다.

public class CallByValueExample {

	public static void main(String[] args) {

		Data d = new Data();
		d.x = 10;
		System.out.println("main(): x = " + d.x);

		change(d.x);
		
		System.out.println("change(d.x) 메서드 호출 후");
		System.out.println("main(): x = " + d.x);

	}	

	public static void change(int x) {

		x = 1000;
		System.out.println("change(): x = " + x);

	}

}

위의 코드를 실행할 경우 아래와 같은 결과가 나온다.

main(): x = 10
change(): x = 1000
change(d.x) 메서드 호출 후
main(): x = 10

위의 이미지를 보자. 현재 메모리 구조를 간략하게 표현했다.

메모리 상에서 change 메서드는 호출이 끝나면 사라질 것이다. 그리고 main이 실행 중인 걸로 바뀔 것이다. 그럼 heap 영역에 있는 인스턴스(10)에 영향이 끼쳤을까? 당연히 아니다. 그냥 x 혼자 저 위에서 지지고 볶고 끝난 것이다.

그러므로 아무리 change 메서드를 호출한다 한들 main에서의 d.x 값이 1000으로 바뀌지 않는다.

이게 바로 값을 복사하여 처리하는 방식의 Call By Value다.

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Call By Reference

함수 호출 시 인자로 전달되는 변수의 레퍼런스를 전달한다.

인자로 받은 값의 주소를 참조하여 직접 값에 영향을 준다.
값을 복사하지 않고 직접 참조하기 때문에 속도가 빠르다.
다만, 직접 참조로 인해 원래의 값에 영향을 미친다는 리스크가 존재한다.

public class CallByReferenceExample {

	public static void main(String[] args) {

		Data d = new Data();
		d.x = 10;
		System.out.println("main(): x = " + d.x);

		change(d); //주소를 넘겨줌
		
		System.out.println("change(d) 메서드 호출 후");
		System.out.println("main(): x = " + d.x);

	}	

	public static void change(Data d) {

		d.x = 1000;
		System.out.println("change(): x = " + d.x);

	}

}

위의 코드를 실행할 경우 메모리 구조는 대략 아래처럼 될 것이다.

아까와 다르게 change 메서드가 값이 아닌, d의 주소를 전달 받았기 때문에 인스턴스(10)의 값을 직접 변경시킬 수 있다.

main(): x = 10
change(): x = 1000
change(d) 메서드 호출 후
main(): x = 1000

그리고 코드를 실행해 보면 위와 같이 x의 값이 1000으로 잘 변경된 것을 볼 수 있다.

이게 바로 Call By Reference다.

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그렇다면 Call By Value 시 값을 제대로 전달하는(변경되게 하는) 방법은 없을까?

함수를 int형으로 만든 뒤 return 값을 전달해주거나 변수를 static으로 만들면 된다. (아래 참고 자료 중 딱자바 님의 강의 참고.)

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참고 자료

1. 딱자바, “[자바 기초 강좌 강의 - 딱잡아] 1-12. 부르는 게 값!!! (Call by Value)”, https://youtu.be/cyvc6kYYu5o

2. 코딩형, “[자바입문-고급까지]7.객체지향개념-2-예제-3(call by value,call by reference)”, https://youtu.be/_-J9_OK0TyI

3. Jaesung, Lee. 개발의 정석, Apple App Store