[TIL] 스레드

🤲🏻 스레드 Thread

 - 하나의 코드 실행 흐름

📍 멀티 스레드 Multi-Thread

  - 하나의 프로세스가 두 가지 이상의 작업을 처리하는 스레드

  - 프로세스 ? 동작하고 있는 프로그램

  - 프로그램 내부에서의 멀티 태스킹

  - 메인 스레드가 없다면 멀티스레드가 나올 수 없음

 

📍 메인 스레드 Main-Thread

  - main() 메서드를 실행하면서 시작됨

  - main()메서드의 첫 코드부터 순차적으로 실행하고 마지막 코드를 실행하거나 return문 만나면 종료됨

  - 멀티 스레드를 생성하여 멀티 태스킹 수행 가능

  - 작업 중 필요에 따라 스레드들을 만들어 병렬로 코드 실행 가능

💡 ExecutorService 라이브러리

  - 병렬 작업 시 여러 개의 작업을 효율적으로 처리하기 위해 제공되는 라이브러리

  - 각각 다른 thread를 생성하여 작업을 처리하고 처리가 완료되면 해당 thread를 제거하는 작업을 진행

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👏🏻 Thread 생성과 실행

📍 작업 스레드 생성

  - 몇 개의 작업을 실행할지 결정하고 각 작업별로 스레드 생성

     → 메인은 반드시 존재하기 때문에 추가적인 병렬 작업 수만큼 스레드 생성

     → 작업 스레드도 객체로 생성되기 때문에 추가적인 클래스 필요

 ▪️ Thread 클래스로부터 직접 생성

 ① 스레드 객체 생성

Thread thread = new Thread(Runnable target);

  - java.lang.Thread 클래스로부터 작업 스레드 객체를 직접 생성하려면 Runnable을 매개변수로 갖는 생성자 호출이 필요

② Runnable 매개변수로 생성자 호출

class Task implements Runnable({
	public void run(){
       실행할 코드;
    }
}

  💡 Runnable  

   - 작업 스레드가 실행할 수 있는 코드를 가진 인터페이스 타입으로 구현 객체를 만들어 대입해야 함

   - 메서드 run( )이 정의되어있음 → run ( )을 재정의 하여 실행할 코드 작성

   - 실제 스레드가 아니라 작업 내용을 가지고 있는 객체일 뿐 !

Runnable task = new Task();
Thread thread = new Thread(task);

   - Runnable 구현 객체를 생성한 후 이것을 매개 값으로 Thread 생성자 호출하면 → 작업스레드 생성 !

  💡 Runnable 익명객체를 매개변수로 사용

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
	public void run(){
    	실행할 코드;
    }
});

  💡 람다식을 매개변수로 사용

Thread thread = new Thread( () -> {
	실행할 코드;
});

③ start( ) 메소드 호출

  - 작업 스레드는 생성이 되더라도 start( )를 호출해야만 실행

  - start( )가 호출되면 작업 스레드는 매개변수로 받은 Runnable의 run( )을 실행하며 작업 처리

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▪️ Thread 하위 클래스로부터 생성 (상속)

 ①  스레드 객체 생성

public class Target extends Thread {
    @Override
	public void run() {
    	실행코드;
    }
}

 - Thread의 하위클래스로 작업 스레드를 정의

 - 상속 후 run( )을 재정의하여 스레드가 실행할 코드 작성

② 스레드 객체

Thread thread = new Target();

   💡Thread 익명 객체로 작업 스레드 객체 생성

Thread thread = new Thread() {
	public void run() {
    	실행할 코드;
    }
}

③ start( ) 메소드 호출

thread.start();

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📍 스레드의 이름

thread.setName("스레드 이름");
thread.getName();

  - Thread의 인스턴스 메서드 → 스레드 객체 참조 필요

 

  💡 currentThread( )

     : 현재 실행 중이 스레드 객체 리턴

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👌🏻 Thread 동기화 및 상태

📍 동기화 메서드와 동기화 블록

(1) 메서드에 사용
 public synchronized void method() { }
 
(2) 객체에 사용
 private Objcet obj = new Object();
 public void Method(){synchronized(obj){}}

 - 임계영역을 지정하여 멀티 스레드의 데이터 안정성과 신뢰성을 보장

 - 싱글 스레드와 달리 멀티 스레드는 작업 공간을 스레들끼리 공유함

 - 스레드가 사용중인 객체를 다른 스레드가 변경할 수 없도록 하려면 작업이 종료될 때까지 객체에 잠금을 걸어두어야 함

  * 임계영역 : 멀티 스레드에서 단 하나의 스레드만 실행할 수 있는 영역

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📍 스레드의 상태

💡 getState( )

  - 스레드의 상태를 알 수 있도록 해주는 메소드

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📍 스레드 상태 제어

 - 실행 중이 스레드 상태를 변경하는 것

① yiled( ) : 양보

  - 우선순위가 동일한 실행 중인 스레드가 다른 스레드에게 양보하고 실행 대기 상태로 이동

  - 스레드가 작업을 처리할 때 무의미한 반복을 다른 스레드에 양보하여 성능 개선

② sleep( ) : 일시 정지

  - 주어진 시간 동안 스레드를 일시 정지 상태로 만듦

  - 시간이 지나면 자동적으로 실행 대기 상태로 이동

try{
	Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e){
}

  - 매개 값으로는 얼마나 정지상태에 있을지 밀리세컨드 단위의 시간 (1000 = 1초)

  - 주어진 시간 전 interrupt( )가 호출되면 interrupt 예외가 발생하기 때문에 예외처리 필요함

③ join( ) : 기다림

[Thread A]
threadB.start();   -----> ThreadB가 실행되고
threadB.join();    -----> ThreadA는 일시정지

  - 일시 정지 상태가 됨

  - 메서드를 멤버로 가지는 스레드가 종료되거나 매개값으로 주어진 시간이 종료되면 실행대기 상태로 이동

④ wait( ) : 협업

  - 동기화 블록 내에서 스레드를 일시 정지 상태로 만듦

  - 매개값으로 주어진 시간이 지나면 자동으로 실행 대기 상태 이동

  - 주어진 시간이 없을 땐 notify, notifyAll 활용

⑤ notify( ) / notifyAll( ) : 협업

  - wait( )에 의해 일시 정지 상태에 있는 스레드를 실행 대기 상태로 이동

  - notify( )는 wait에 의해 일시정지된 스레드 중 한 개를 실행 대기 상태로 만듦

  - notifyAll( )은 일시정지된 모든 스레드를 실행 대기 상태로 만듦

  - wait, notify, notifyAll은 모두 Object클래스라 모든 공유 객체에서 호출이 가능함

    → but 동기화 메서드 / 블록 내에서만 사용 가능

⑥ interrupt

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🙌🏻 Thread 풀

 - 스레드의 무분별한 증가를 방지하기 위해 스레드 풀 사용

 - 작업에 사용되는 스레드의 수를 미리 정해놓아 동시에 작업 수행

 - 애플리케이션 작업이 큐로 들어오면 스레드 풀 안의 스레드들이 하나씩 작업이 끝나면 새로운 작업을 맡으며 처리

📍 스레드풀 생성

① newCachedThreadPool( )

 - 초기 스레드 수 : 0

 - 코어 스레드 수 : 0

 - 최대 스레드 수 : integer.Max_value

② newFixedThreadPool(int num)

 - 초기 스레드 수 : 0

 - 코어 스레드 수 : num

 - 최대 스레드 수 : num

📍 스레드풀 종료

① shutdown( ) 

  - 큐에 남아있는 모든 작업을 처리하고 종료

② shutdownNow( )

  - 남아있는 작업과 상관없이 종료

  - 처리 못한 작업 목록을 리턴 = Runnable 상태들의 작업 리턴

③ awaitTermination( )

  - shotdown( ) 호출 후 모든 작업 처리를 timeout 시간 안에 처리하면 true

  - 처리하지 못하면 작업 스레드들을 interrupt( )하고 false