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1. 스레드 개념
1.1. 스레드란
스레드는 프로세스 내에서 실행되는 작업의 단위로, 프로세스의 자원을 공유하면서 병렬로 실행될 수 있는 경량의 실행 흐름을 의미합니다.
1.2. 멀티스레드 개념
멀티스레드는 하나의 프로세스 내에서 여러 개의 스레드가 동시에 실행되는 개념으로, 각 스레드는 서로 다른 작업을 수행할 수 있어 시스템 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
1.3. 스레드 상태
스레드 생성된 후 대기 상태: 스레드가 생성되었지만 아직 실행되기를 기다리는 상태
실행 대기 상태: 스레드가 실행될 준비가 된 상태
실행 상태: 스레드가 CPU에서 실행되는 상태
일시정지 상태 (대기 상태): 다른 스레드의 통지를 기다리는 상태
일시정지 상태 (시간 대기 상태): 일정 시간 동안 기다리는 상태
종료 상태: 스레드의 실행이 완료되며 종료되는 상태
일시정지 상태 (대기 상태 – 객체 모니터 락): 사용하려는 객체의 모니터 락이 풀리기를 기다리는 상태
2. 스레드 우선순위
2.1. 스레드 우선순위란
스레드 우선순위는 스레드가 실행될 때 얻는 CPU 할당 우선순위를 나타내며, 높은 우선순위를 갖는 스레드가 낮은 우선순위를 갖는 스레드보다 CPU 자원을 더 많이 받을 수 있습니다.
2.2. 우선순위 값
MAX_PRIORITY: 10
NORM_PRIORITY: 5 (기본값)
MIN_PRIORITY: 1
2.3. 우선순위 설정 방법
우선순위 값을 직접 설정하여 Thread 클래스의 setPriority() 메서드를 사용해 스레드의 우선순위를 지정할 수 있습니다.
3. 스레드 생성과 실행
3.1. 스레드 생성 방법
스레드를 생성하기 위해서는 Thread 클래스를 상속받거나 Runnable 인터페이스를 구현하여 run() 메서드를 오버라이딩한 후, start() 메서드를 호출하여 스레드를 실행할 수 있습니다.
3.2. 스레드 시작과 종료
스레드는 start() 메서드를 호출하여 실행되며, run() 메서드가 종료되면 해당 스레드도 종료됩니다.
3.3. 스레드 실행 제어
스레드의 실행을 제어하기 위해서는 스레드의 상태를 관리하고, 필요에 따라 sleep(), join(), interrupt() 등의 메서드를 활용하여 스레드의 동작을 조절할 수 있습니다.
4. 스레드 동기화
4.1. 동기화의 필요성
스레드 동기화는 여러 스레드가 공유 자원에 접근할 때 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해 필요하다. 공유 자원에 대한 동시 접근으로 인해 데이터 일관성 문제나 경쟁 조건이 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하고 제어하기 위해 동기화가 필요하다.
4.2. synchronized 키워드
Java에서는 synchronized 키워드를 사용하여 메서드 또는 특정 코드 블록을 동기화할 수 있다. 이를 통해 한 번에 하나의 스레드만이 해당 코드 블록에 접근하여 실행할 수 있게 되어 데이터 일관성과 안정성을 유지할 수 있다.
4.3. 동기화 방법
동기화를 위한 방법으로는 synchronized 키워드를 이용한 메서드 동기화, synchronized 블록을 이용한 코드 블록 동기화, Lock과 Condition을 사용한 명시적 동기화 등이 있다. 이를 통해 스레드 간의 안전한 데이터 공유와 처리를 보장할 수 있다.
5. 스레드 그룹 관리
5.1. 스레드 그룹이란
스레드 그룹은 관련된 스레드들을 논리적으로 묶어서 관리하기 위한 개념이다. 스레드 그룹을 사용하면 특정 작업을 수행하는 스레드들을 쉽게 식별하고 관리할 수 있다.
5.2. 스레드 그룹 생성
스레드 그룹은 ThreadGroup 클래스를 사용하여 생성할 수 있다. 새로운 스레드를 만들 때 해당 스레드를 원하는 스레드 그룹에 속하도록 지정하면 생성된다.
5.3. 스레드 그룹 관리
스레드 그룹을 사용하면 해당 그룹에 속한 스레드들의 우선순위 설정, 중지, 일시 정지 등의 작업을 편리하게 수행할 수 있다. 또한 스레드 그룹을 이용하여 특정 그룹에 속한 모든 스레드를 한 번에 관리할 수 있다.
6. 데몬 스레드와 사용자 스레드
6.1. 데몬 스레드 개념
데몬 스레드는 다른 일반 스레드의 작업을 지원하거나 보조하는 역할을 수행하는 스레드이다. 주로 백그라운드에서 동작하며, 프로그램이 종료될 때 자동으로 종료되는 특징을 갖는다.
6.2. 데몬 스레드 사용 예시
가비지 컬렉션(Garbage Collection) 스레드나 데이터베이스 연결을 유지하는 스레드 등은 보통 데몬 스레드로 구성된다. 이러한 스레드들은 사용자 스레드의 작업에 영향을 주지 않으면서 백그라운드에서 지속적인 작업을 수행한다.
6.3. 사용자 스레드와의 차이점
데몬 스레드와 사용자 스레드의 주요 차이는 프로그램이 종료될 때 데몬 스레드는 자동으로 종료되지만, 사용자 스레드는 명시적으로 종료해주어야 한다. 또한 데몬 스레드는 보조적인 역할을 수행하는 반면 사용자 스레드는 주요 작업을 처리하는 데에 사용된다.