Thread

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Aug 20, 2024
Thread
 
Thread(스레드)는 프로그램의 실행 흐름을 나타내는 가장 작은 단위입니다. 쉽게 말해서, 한 프로그램 내에서 여러 작업을 동시에 실행할 수 있게 해주는 기능입니다. 자바에서는 이러한 스레드를 생성하고 관리할 수 있는 다양한 방법을 제공합니다.

1. 스레드의 개념

  • 프로세스와 스레드:
    • 프로세스: 실행 중인 프로그램을 의미하며, 독립된 메모리 공간을 가지고 있습니다. 예를 들어, 메모장에서 텍스트 파일을 편집하거나 브라우저에서 웹 페이지를 여는 것과 같은 각각의 작업이 하나의 프로세스입니다.
    • 스레드: 프로세스 내에서 실행되는 독립적인 작업 흐름입니다. 한 프로세스는 여러 개의 스레드를 가질 수 있습니다. 이러한 스레드들은 프로세스의 자원을 공유하며 동시에 실행될 수 있습니다.

2. 멀티스레딩 (Multithreading)

멀티스레딩은 하나의 프로세스에서 여러 스레드를 생성하여 동시에 여러 작업을 수행하는 것입니다. 자바는 기본적으로 멀티스레딩을 지원하며, 이를 통해 프로그램의 성능을 개선하고, 자원 사용을 최적화할 수 있습니다.

3. 자바에서 스레드 사용

자바에서 스레드를 사용하는 방법은 크게 두 가지가 있습니다:

1) Thread 클래스 상속

Thread 클래스를 상속받아 새로운 스레드를 정의하는 방법입니다.
class MyThread extends Thread { @Override public void run() { // 스레드가 실행할 코드 for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("Thread: " + i); try { Thread.sleep(1000); // 1초 대기 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public class ThreadExample { public static void main(String[] args) { MyThread thread = new MyThread(); // 새로운 스레드 생성 thread.start(); // 스레드 실행 } }
  • run() 메서드: 스레드가 실행할 작업을 정의합니다.
  • start() 메서드: 새로운 스레드를 시작합니다. 내부적으로 run() 메서드를 호출합니다.

2) Runnable 인터페이스 구현

Runnable 인터페이스를 구현하여 스레드를 정의하는 방법입니다. 이 방법은 더 일반적이며, 스레드 클래스를 상속받지 않고도 스레드를 사용할 수 있습니다.
class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { System.out.println("Runnable: " + i); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public class RunnableExample { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start(); // 스레드 실행 } }
  • Runnable 인터페이스의 run() 메서드를 구현하여 작업을 정의합니다.
  • Thread 클래스의 인스턴스를 생성하고, Runnable 객체를 전달하여 스레드를 실행합니다.

4. 스레드의 주요 메서드

  • start(): 스레드를 시작하며, 내부적으로 run() 메서드를 호출합니다.
  • run(): 스레드가 실행할 코드를 정의하는 메서드입니다.
  • sleep(long millis): 스레드를 지정된 시간만큼 멈추게 합니다.
  • join(): 다른 스레드가 종료될 때까지 현재 스레드를 대기시킵니다.
  • interrupt(): 스레드의 sleep() 또는 wait() 상태를 해제하고 인터럽트 상태로 만듭니다.
  • isAlive(): 스레드가 아직 실행 중인지 여부를 확인합니다.

5. 멀티스레딩의 장점과 단점

장점:

  • 병렬 처리: 멀티코어 프로세서의 성능을 극대화할 수 있습니다. 여러 작업을 동시에 처리하여 프로그램의 응답성을 높일 수 있습니다.
  • 효율적인 자원 사용: CPU, 메모리 등의 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다. 하나의 스레드가 대기 상태일 때, 다른 스레드가 작업을 수행할 수 있습니다.

단점:

  • 복잡성 증가: 스레드 간의 상호작용을 잘못 관리하면 교착 상태(Deadlock), 경쟁 상태(Race Condition) 등 복잡한 문제가 발생할 수 있습니다.
  • 디버깅 어려움: 멀티스레드 프로그램은 디버깅이 어렵고, 스레드 간의 타이밍 문제를 해결하는 것이 까다로울 수 있습니다.
  • 자원 소비: 너무 많은 스레드를 생성하면 오히려 성능이 저하될 수 있습니다. 스레드는 생성, 관리, 컨텍스트 전환 등에 자원을 소비합니다.

6. 스레드 안전성 (Thread Safety)

멀티스레딩 환경에서 여러 스레드가 동일한 자원에 접근할 때, 데이터의 일관성을 유지하기 위해 스레드 안전성을 고려해야 합니다. 이를 위해 자바에서는 synchronized 키워드, Lock 클래스, Atomic 클래스 등 다양한 동기화 메커니즘을 제공합니다.

결론

스레드는 프로그램의 실행 흐름을 나타내는 단위로, 자바에서 멀티스레딩을 통해 효율적인 병렬 처리를 구현할 수 있습니다. 스레드를 올바르게 사용하면 성능과 응답성을 크게 개선할 수 있지만, 잘못 사용할 경우 복잡한 문제를 초래할 수 있습니다. 스레드의 생성, 실행, 동기화에 대한 기본적인 이해는 자바 프로그래밍에서 매우 중요한 요소입니다.
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