자바 동시성 프로그래밍 - 동기화 개념
안전한 스레드 구성
여러 스레드에서 클래스나 객체에 동시에 접근해서 계속 실행하더라도 지속적인 정확성이 보장되는 코드를 스레드 세이프, 즉 스레드에 안전하다고 한다.
기본적으로 클래스 명세에 스레드 안전성을 헤치는 코드나 상태를 가지고 있지 않으면 스레드에 안전하다라고 정의할 수 있다.
스레드에 안전한 코드에는 경쟁 상태가 없으며 경쟁 상태는 다수의 스레드가 공유 자원에 쓰기 작업을 시도할 때 발생하기 때문에 스레드가 실행될 때 어떤 자원을 공유하게 되는지 아는 것이 중요하다.
스레드에 안전한 구조
1. 임계 영역을 동기화 한다.
동시에 여러 개의 스레드가 임계 영역을 접근하지 못하도록 락 메커니즘을 사용한다.
2. 동기화 도구를 사용한다.
세마포어, CAS, Atomic 변수, 동시성 자료 구조 등의 동기화 도구들을 사용해서 스레드 안전성을 구현한다.
3. 스레드의 스택에 한정해서 상태를 관리한다.
스레드마다 할당된 스택 메모리 내에서 상태를 관리함으로써 다른 스레드와 상태를 공유할 수 없도록 한다.
지역 변수
기본형 지역 변수는 스레드마다 독립적으로 가지고 있는 스택에 저장되기 때문에 스레드 간에 공유될 수 없다. 즉 스레드에 안전하다.
메서드로 전달되는 기본형 파라미터 변수도 스택에서만 관리되므로 스레드에 안전하다.
지역 객체 참조
지역 변수라 할지라도 객체 참조 변수는 기본형과 다른 점이 있는데 객체는 스택에 저장되지 않고 메모리의
heap영역에 저장된다는 점이다.지역적으로 생성된 객체가 해당 메서드에서 벗어나지 않고 사용 된다면 스레드는 자신만의 객체를 참조할 수 있게 되어 스레드에 안전하다.
지역 참조 변수를 다른 클래스의 메서드에 파라미터로 넘겼을 때 해당 클래스가 파라미터 변수를 다른 스레드가 접근할 수 있는 멤버 변수로 저장했을 경우에는 스레드에 안전하지 않다.
문자열 같이 불변 객체는 상태가 변경되지 않기 때문에 스레드에 안전하다.
멤버 변수 참조
멤버 변수 참조 역시 스레드마다 객체를 생성하는 원리는 동일하다. 즉, 스레드의 스택별로 객체가 생성되어 참조되도록 구현하면 된다.
4. ThreadLocal 을 사용한다.
스레드마다 가지고 있는 전용 저장소인 ThreadLocal을 사용해서 상태를 관리함으로써 다른 스레드와 상태를 공유할 수 없도록 한다.
5. 불변 객체를 사용한다.
객체의 상태를 변경할 수 없는 클래스를 사용하거나 클래스를 설계할 때 상태를 변경할 수 없도록 만들어서 스레드에 안전하도록 한다.
setter메서드가 없다. 생성자에서 멤버 변수를 초기화하고, 멤버 변수는final로 선언 등으로 불변 객체를 생성한다.불변 객체는 어떠한 상황에도 상태가 변하지 않으므로 스레드에 안전하다고 할 수 있다.
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