state
자바 동시성 프로그래밍 - Java Thread
스레드 생명주기와 상태
자바 스레드는 생성과 실행 그리고 종료에 따른 상태를 가지고 있으며
JVM에서는 6가지의 스레드 상태가 존재한다.(OS 스레드 상태를 의미하지 않는다.)자바 스레드는 어떤 시점이든 6가지 상태 중 오직 하나의 상태를 가질 수 있다.
자바 스레드의 현재 상태를 가져오려면
Thread의getState()메서드를 사용하여 가져올 수 있다.Thread클래스에는 스레드 상태에 대한ENUM상수를 정의하는Thread.State클래스를 제공한다.
스레드 상태
객체 생성
NEW
스레드 객체가 생성됨, 아직 시작되지 않은 스레드 상태
실행 대기
RUNNABLE
실행 중이거나, 실행 가능한 스레드 상태
일시 정지
WAITING
대기 중인 스레드 상태로서, 다른 스레드가 특정 작업을 수행하기를 기다림
일시 정지
TIMED_WAITING
대기 시간이 지정된 스레드 상태로서, 다른 스레드가 특정 작업을 수행하기를 기다림
일시 정지
BLOCKED
모니터 락(Lock)이 해제될 때까지 기다리며 차단된 스레드 상태
종료
TERMINATED
실행이 완료된 스레드 상태
스레드 생명주기
1. 객체 생성 상태
스레드 객체는 생성 되었지만 아직
start()하지 않은 상태로서JVM에는 객체가 존재하지만 아직 커널로의 실행은 안된 상태라 볼 수 있다.
2. 실행 대기 상태
start()를 실행하면 내부적으로 커널로의 실행이 일어나고 커널 스레드로 일대일 매핑된다.스레드는 바로 실행 상태가 아닌 언제든지 실행할 준비가 되어 있는 실행 가능한 상태가 된다.
스레드가 실행 상태로 전환하기 위해서는 현재 스레드가 어떤 상태로 존재하든지 반드시 실행 대기 상태를 거쳐야 한다.
3. 스케줄링
실행 가능한 상태의 스레드에게 실행할 시간을 제공하는 것은 OS 스케줄러의 책임이다.
스케줄러는 멀티 스레드 환경에서 각 스레드에게 고정된 시간을 할당해서 실행 상태와 실행 가능한 상태를 오가도록 스케줄링 한다.
4. 실행 상태
스레드는 스케줄러에 의해 스케줄링 되면 실행 상태로 전환되고, CPU를 할당 받아
run()메서드를 실행한다.스레드는 아주 짧은 시간동안 실행된 다음 스레드가 실행될 수 있도록 CPU를 일시 중지하고 다른 스레드에 양도하게 된다.
실행 상태에서 생성과 종료 상태를 제외한 다른 상태로 전환될 때 스레드 또는 프로세스 간 컨텍스트 스위칭이 일어난다고 할 수 있다.
4-1-1. 실행 상태 => 실행 대기 상태
실행 상태에서 스레드의
yield()메서드를 호출하거나, 운영체제 스케줄러에 의해 CPU 실행을 일시 중지하는 경우 실행 가능한 상태로 전환한다.
4-1-2. 실행 상태로 전환
4-2-1. 일시 정지 상태 (지정된 시간이 있는 경우)
스레드는
sleep()및time-out매개 변수가 있는 메서드를 호출할 때 시간이 지정된 대기 상태가 된다.스레드의 대기 시간이 길어지고 CPU의 할당을 계속 받지 못하는 상홍이 발생하면 기아 상태가 발생하게 되는데 이 상황을 피할 수 있다.
4-2-2. 실행 대기 상태
스레드가 대기 상태의 지정 시간이 완료되거나, 다른 스레드에 의해 인터럽트가 발생하거나, 대기가 해제하도록 통지(
notify)를 받게 되면 실행 대기 상태가 된다.
4-3-1. 임계 영역 동시적 접근
멀티 스레드 환경에서 각 스레드가 동기화 된 임계 영역에 접근을 시도
4-3-2. 일시 정지 상태 (차단됨)
스레드가 동기화 된 임계 영역에 접근을 시도하다가
Lock을 획득하지 못해서 차단된 상태스레드는
Lock을 획득할 때가지 대기한다.
4-3-3. 일시 정지 상태 => 실행 대기 상태
스레드가
Lock을 획득하게 되면 실행 대기 상태가 된다.
4-3-4. 실행 상태로 전환
4-4-1. 일시 정지 상태
스레드가 실행 상태에서 다른 스레드가 특정 작업을 수행하기를 기다리는 상태
wait()은 다른 스레드에 의해notify()받을 때까지,join()은 스레드의 실행이 종료되거나 인터럽트가 발생할 때가지 대기한다.
4-4-2. 일시 정시 상태 => 실행 대기 상태
wait상태의 스레드가 다른 스레드에 의해notify()또는notifyAll()이 일어나면 실행 대기 상태가 된다.다른 스레드에 의해 인터럽트가 발생할 경우 실행 대기 상태로 전환 한다.
4-4-3. 실행 상태로 전환
5. 실행 종료 상태
실행이 완료되었거나 오류 또는 처리되지 않은 예외와 같이 비정상적으로 종료된 상태
종료된 스레드는 종료되어 더 이상 사용할 수 없다.
스레드 생명주기 정리
스레드를 효과적으로 잘 운용하기 위해서는 스레드 생명주기와 상태를 잘 알아야 한다.
스레드는 어떤 상황, 시점, 조건에 의해 상태 전이가 일어나는가
스레드의 API를 사용함에 있어 해당 API가 어떤 상태를 일으키며 스레드 간 영향을 미치게 되는가
스레드의 실행 관점에서 보면 출발지가 스레드의
start()메서드 실행 이라면, 목적지는 스레드의run()메서드 실행 이 된다는 점이다.
스레드 생명주기 예제 코드
NEW
RUNNABLE
WAITING
TIMED_WAITING
BLOCKED
TERMINATED
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