멀티 쓰레드 (Multi Thread)

길셔·2022년 1월 11일
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Spring Web MVC

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1. 쓰레드란? 😊


  • 요청이 있을 때 servlet을 호출해서 실행시킨 후 반환까지 작업을 진행하는데, 이때 호출하는 건 쓰레드이다.
  • 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것이 쓰레드이다.
    • 📣프로그램 전체는 프로세스, 그 안에서 기능별로 돌아가는게 쓰레드
  • 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행
  • 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능
  • 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
  • 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

2. 쓰레드 동작 순서


1) 단일 요청

  • 평소 쓰레드는 동작안할 때는 준비된 상태로 가만히 있다가
  • 클라이언트에서 요청이 들어오면 쓰레드는 할당받아 servlet을 호출하고 동작하고,
  • 응답까지 마치고 쓰레드는 다시 휴식상태로 돌아간다.

2) 다중 요청

  • 근데 만약 다중으로 요청이 들어오면?
  • 쓰레드가 하나의 작업을 처리중에 있고, 나머지 다른 클라이언트에서 요청이 들어오면 쓰레기 대기 상태로 무한 대기를하는데, 만약 요청 1에서 오류가 나면?
  • 모든 작업이 오류가 난다.
  • 그래서 요청이 일어날 때마다 새로운 쓰레드를 만들어서 작업을 할 수도 있다.

  • 🙂장단점😞
    • 장점 🙂
      • 동시 요청을 처리할 수 있다.
      • 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능
      • 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.

    • 단점 😞
      • 쓰레드는 생성 비용은 매우 비싸다.
        • 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
      • 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
        • 📣 스위칭 비용 : cpu 코어가 쓰레드를 동작시킬때 쓰레드가 여러개면 작업을 수행하고 다음 쓰레드로 전활할 때 드는 비용을 컨텍스트 스위칭 비용이라고 한다.
      • 쓰레드 생성에 제한이 없다.
        • 고객 요청이 너무 많이 오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

3. 쓰레드 풀 ( Thread Pool )


  • 그래서 이렇게 쓰레드 풀을 만들어놓고, 쓰레드 요청이 올때마다 할당 받아 동작한다.
  • 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
  • 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)

  • 만약 쓰레드가 모두 요청 받아 동작 중이면, 대기하거나 거절된다.
  • 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
  • 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
  • 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
  • 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.
  • 쓰레드 풀의 장점 🙂
    • 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
    • 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.



  • 실무팁!

    • WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.

    • 이 값을 너무 낮게 설정하면?
      • 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연

    • 이 값을 너무 높게 설정하면?
      • 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운

    • 장애 발생시?
      • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
      • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

    • 쓰레드 풀의 적정 숫자
      • 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름
      • 성능 테스트
        • 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
        • 툴: 아파치 ab, 제이미터, nGrinder

WAS의 멀티 쓰레드 지원 - 핵심 😼

  • 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리
  • 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨
  • 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발
  • 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용
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