JVM 쓰레드 스케줄링
JVM 내의 한 프로세스의 멀티쓰레드는 Concurrency하게 동작합니다. 여러 쓰레드를 동시성으로 멀티쓰레드를 동작시키기 때문에 쓰레드의 동작 상태에 대한 정의가 필요합니다. 각 쓰레드가 수행되고, 혹은 다른 쓰레드의 수행을 대기하는 여러 상태가 존재합니다.
Thread의 상태
JVM은 쓰레드를 New, Runnable, Running, Wating, Terminate의 다섯가지 상태로 관리합니다. 쓰레드의 상태는 getState() 메서드 호출로 반환받을 수 있습니다.
New
각 쓰레드 객체의 start() 메서드를 통해 동작시키게 되면 해당 쓰레드 객체는 JVM의 쓰레드 스케줄링 대상이 되며 Runnable 상태에 돌입하게 됩니다. 한 번 New 상태에 돌입한 쓰레드는 다시 New 상태가 될 수 없습니다.
Runnable
New 상태를 지나온 쓰레드는 Runnable 큐에 대기하게 되는데 JVM은 각 쓰레드의 우선순위에 따라서 Running 상태로 만들어 쓰레드를 동작시킵니다.
Running
쓰레드 스케줄러에 의해 Running 상태로 이동하게된 쓰레드는 재정의된 run() 메소드가 호출됩니다.
run() 에 의해 실제 동작이 수행되며 run() 메소드가 종료되면 Terminate 상태가 됩니다. 이 때 I/O 호출, sleep(), join() 등의 인터럽트가 발생하게 되면 쓰레드는 Waiting Pool 로 이동하여 대기하게 됩니다.
또한 해당 쓰레드의 run() 메소드의 수행이 길어지거나 yield() 메서드가 수행되게되면 JVM은 해당 쓰레드를 다시 Runnable 상태로 옮깁니다.
Waiting
쓰레드의 수행 중 I/O 블로킹이나 sleep(), join() 의 메서드에 의해 대기해야할 경우 쓰레드는 Waiting Pool 로 이동하게 됩니다.
Waiting Pool 내의 쓰레드는 해당 I/O의 수행을 마치거나, sleep(), join() 등의 대기 조건이 끝나거나 혹은 인터럽트가 발생되게 되면 다시 Runnable 큐로 이동합니다.
Terminate
Running 상태의 쓰레드가 run() 메소드의 수행이 끝나면 Terminate 상태가 되며 쓰레드가 종료됩니다. 한번 Terminate 된 쓰레드 객체는 다시 쓰레드 start() 메서드를 호출하여 스레드 스케쥴링에 포함시킬 수 없습니다.
Thread 상태 제어 메서드
start()
start()메서드를 수행하면 native 메서드인start0()를 통해 쓰레드를 스케쥴러의 New 상태에 포함시킬 수 있습니다.- 스케쥴러에 포함된 쓰레드는 쓰레드 큐 내에서 runnable로 대기합니다.
public synchronized void start() {
// 해당 쓰레드는 시작되지 않은 상태여야 한다. 한번 수행된 쓰레드는 다시 수행할 수 없음.
if (threadStatus != 0)
throw new IllegalThreadStateException();
group.add(this);
// started 플래그를 통해 예외를 받는다.
boolean started = false;
try {
start0();
started = true;
} finally {
try {
if (!started) {
group.threadStartFailed(this);
}
} catch (Throwable ignore) {
/* do nothing. If start0 threw a Throwable then
it will be passed up the call stack */
}
}
}
private native void start0();run()
start()메서드를 실행하면 스케쥴러 내에서 실제 동작하는 부분입니다.Thread클래스는Runnable인터페이스의run()메소드를 구현했습니다.target.run()메서드를 수행하기 때문에 생성자를 통해target을 지정하거나Thread클래스를 상속해run()메서드를 재정의해야합니다.- 쓰레드의
start()메서드를 호출하지 않고run()메서드를 직접 호출하면 쓰레드는 스케쥴러에 포함되지 않고 일반 메서드를 호출한 것처럼 동작합니다. 그렇기 때문에run()메서드를 수행하는 쓰레드는 호출한 쓰레드가 됩니다.
//Thread 클래스의 run()
private Runnable target;
//
@Override
public void run() {
if (target != null) {
target.run();
}
}sleep()
sleep()메서드를 통해 쓰레드를 Waiting pool 로 보내 대기시킬 수 있습니다.- static 메서드이므로 호출한 쓰레드가 대기상태에 들어갑니다.
- ms 단위의 시간을 매개변수로 받아 해당 시간만큼 쓰레드를 대기시킵니다.
- 인터럽트가 발생하면 다시 Runnable 상태가 되며
InterruptedException을 발생시킵니다.
public static native void sleep(long millis) throws InterruptedException;join()
join()을 호출하게되면 1/1000 초의 대기 시간을 매개로 받습니다.join()을 호출한 쓰레드는 호출된 쓰레드가 수행이 완전히 종료되고 매개로 받은 대기 시간만큼 대기한 후 다시 수행됩니다.- 호출 시 Wating Pool 로 이동했다가 해당 쓰레드가 Terminate 되면 다시 Runnable 상태로 돌입합니다.
public final synchronized void join(long millis)
throws InterruptedException {
long base = System.currentTimeMillis();
long now = 0;
if (millis < 0) {
throw new IllegalArgumentException("timeout value is negative");
}
if (millis == 0) {
while (isAlive()) {
wait(0);
}
} else {
while (isAlive()) {
long delay = millis - now;
if (delay <= 0) {
break;
}
wait(delay);
now = System.currentTimeMillis() - base;
}
}
}yield()
- 동시성 동작에서 현재 Running 인 쓰레드가 Running 상태를 양보하는 메서드입니다.
yield()메서드를 호출한 쓰레드는 Running 상태를 해제하고 Runnable 큐로 이동합니다.
public static native void yield();Interrupt()
- IO 호출,
sleep(),join()등에 의해 Waiting Pool 로 이동한 쓰레드 객체를 다시 Runnable 상태로 이동시키는 메서드입니다. - 호출 시
InterruptedException예외가 발생하므로 해당 예외에 대한 처리를 해야합니다.
public void interrupt() {
if (this != Thread.currentThread())
checkAccess();
synchronized (blockerLock) {
Interruptible b = blocker;
if (b != null) {
interrupt0(); // Just to set the interrupt flag
b.interrupt(this);
return;
}
}
interrupt0();
}
private native void interrupt0();Deprecated Method
stop(), suspend(), resume(), destroy() 등의 메소드는 공유객체 접근에 대한 이슈가 있어서 deprecated 되었습니다. 관련 내용은 다음 포스트에 작성합니다.
Thread의 우선순위
JVM은 Runnable 상태의 각각의 쓰레드의 우선순위로 Running 상태에 돌입할 수 있는 기회를 차등 부여합니다. 우선순위 값이 높을수록 Running 을 할 수 있는 더 많은 기회가 주어집니다.
public class Thread implements Runnable {
// ...
private int priority;우선순위 값은 1 ~ 10 까지 지정할 수 있으며 priority 값을 통해 우선순위가 부여되며 기본적으로 쓰레드 클래스 내에서 상수로 MIN_PRIORITY , NORM_PRIORITY, MAX_PRIORITY 를 제공하고 있습니다. priority 값이 지정되지 않은 쓰레드는 NORM_PRIORITY 가 부여됩니다.
/**
* The minimum priority that a thread can have.
*/
public final static int MIN_PRIORITY = 1;
/**
* The default priority that is assigned to a thread.
*/
public final static int NORM_PRIORITY = 5;
/**
* The maximum priority that a thread can have.
*/
public final static int MAX_PRIORITY = 10;getPriority(), setPriority()
쓰레드의 우선순위는 해당 쓰레드 객체의 getPriority() 메서드 를 통해 받아오고, setPriority() 메서드로 우선순위를 설정할 수 있습니다.
setPriority() 메서드는 1~ 10의 우선순위 값 및 해당쓰레드가 포함되어 있는 그룹의 최대 우선순위에 대해서 예외처리를 하게됩니다.
getPriority() 메서드는 해당 쓰레드 객체의 우선순위값을 반환합니다.
public final void setPriority(int newPriority) {
ThreadGroup g;
checkAccess();
if (newPriority > MAX_PRIORITY || newPriority < MIN_PRIORITY) {
throw new IllegalArgumentException();
}
if((g = getThreadGroup()) != null) {
if (newPriority > g.getMaxPriority()) {
newPriority = g.getMaxPriority();
}
setPriority0(priority = newPriority);
}
}
public final int getPriority() {
return priority;
}메인쓰레드를 currentThread() 로 호출하여 getPriority() 메서드로 우선순위 값을 확인해볼 수 있습니다. currentThread() 는 static 메서드로 호출한 쓰레드의 쓰레드 객체를 반환합니다.
System.out.println(Thread.currentThread().getPriority());
// 출력 : 5출력과 같이 메인쓰레드는 기본적으로 NORM_PRIORITY 를 갖고 있습니다.
참조링크 :
무야호