13-4. 동시성 : 자바 동시성 사용하기

13장 - 동시성

 

13-1. 코루틴

13-2.  코루틴 흐름 제어와 잡 생명 주기

13-3.  동시성 통신

13-4.  자바 동시성 사용하기

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13-4.  자바 동시성 사용하기

 

JVM 플랫폼에서는 JDK가 제공하는 동기화 요소를 활용할 수 있다.

코틀린 표준 라이브러리는 스레드 생성 / 동기화 등 관련 작업을 편하게 도와준다.

1) 스레드 시작하기

범용 스레드를 시작하려면 스레드에서 실행하려는 Runnable 객체에 대응하는

람다와 스레드 프로퍼티들을 지정해서 thread() 함수를 사용하면 된다.

 

 ● start : 스레드를 생성하자마자 실행할지 여부(dafault: true)

 ● isDaemon : 스레드를 데몬 모드로 시작할지 여부(dafault: false)

 데몬 모드는 JVM의 종료를 방해하지 않고, 메인 스레드가 종료될 때 자동으로 함께 종료

 ● contextClassLoader : 스레드 코드가 클래스와 자원을 적재할 때 사용할 클래스 로더(dafault: null)

 ● name : 커스텀 스레드 이름(dafault: null = JVM이 이름을 자동으로 지정)

 ● priority: 어떤 스레드가 다른 스레드에 비해 얼마나 많은 CPU 시간을 배정받는지 결정

  Thread.MIN_PRIORITY(=1) ~ Thread.MAX_PRIORITY(=10) 사이의 값

  Default : -1, 자동으로 우선순위를 정하라는 의미

 ● block: () -> Unit 타입의 함숫값, 새 스레드가 생성되면 실행할 코드

 

아래 코드는 150ms마다 메시지를 출력하는 스레드이다

fun main() {
    println("Starting a thread..")

    thread(name = "Worker", isDaemon = true) {
        for (i in 1..5) {
            println("${Thread.currentThread().name}: $i")
            Thread.sleep(150)
        }
    }
    Thread.sleep(500)
    println("Shutting down..")
}
//Starting a thread..
//Worker: 1
//Worker: 2
//Worker: 3
//Worker: 4
//Shutting down..

isDaemont = true로 설정했으므로 메인 스레드가 500ms 이후에 실행을 끝낼 때

스레드도 함께 끝나므로 메시지가 4개만 출력된다.

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어떤 지정한 시간 간격으로 동작을 수행하는 자바 타이머 관련 함수가 있다.

timer() 함수는 어떤 작업을 이전 작업이 끝난 시점을 기준으로

고정된 시간 간격으로 실행하는 타이머를 설정한다.

그 결과 어떤 작업이 시간이 오래 걸리면 이후의 모든 실행이 연기된다.

따라서 이 타이머는 앞에서 봤던 FIXED_RATE 모드로 작동하는 코틀린 티커에 비유할 수 있다.

추가로 두 타이머 이벤트 사이의 시간 간격을 최대한 일정하게 맞춰주는 fixedRateTimer()함수도 있는데,

이는 앞에서 봤던 FIXED_PERIOD 모드의 티커에 비유할 수 있다.

 

아래 코드는 앞의 thread를 이용한 코드를 타이머를 이용해 작성한 것 이다

fun main() {
    println("Starting a thread..")
    var counter = 0

    timer(period = 150, name = "Worker", daemon = true) {
        println("${Thread.currentThread().name}: ${++counter}")
    }

    Thread.sleep(500)
    println("Shutting down..")
}

thread를 이용한 코드와 결과는 동일한 것을 확인할 수 있다.

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2) 동기화와 락

동기화는 특정 코드 조각이 한 스레드에서만 실행되도록 보장하기 위한 공통적인 기본 요소다.

이런 코드 조각을 다른 스레드가 실행하고 있다면

해당 코드에 진입하려고 시도하는 다른 스레드들은 모두 대기해야 한다.

자바에서는 코드에 동기화를 도입하는 두 가지 방법이 있다.

1. 락으로 사용하려는 어떤 객체를 지정하는 특별한 동기화 블록을 사용해 동기화하는 코드를 감싸는 방법

2. 메서드에 synchronized 변경자를 붙이는 것

 

첫 번째 방법을 먼저 살펴보면, 자바와 코틀린의 동기화 구분은 상당히 비슷하다.

대신 자바와 달리 언어에 내장된 구조를 사용하는게 아닌

표준 라이브러리 함수를 사용한다는 차이점이 있다.

fun main() {
    var counter = 0
    val lock = Any()

    for (i in 1..5) {
        thread(isDaemon = false) {
            synchronized(lock) {
                counter += i
                print(counter)
                print(' ')
            }
        }
    }
}
//1 6 10 12 15

개별 덧셈의 결과는 달라질 수 있어서 중간 결과가 바뀔 수 있지만,

동기화로 인해 합계는 항상 15가 출력된다.

 

일반적으로 synchronized() 함수는 람다의 반환값을 반환한다.

그래서 위 코드에서 호출되는 시점의 중간 카운터 값을 읽을 때 synchronized()를 사용할 수 있다.

val currentCounter = synchronized(lock) { counter }
println("Current counter: $currentCounter")

이 코드를 통해 1 ~ 5까지 덧셈을 했던 다섯 개의 덧셈 스레드 중 하나가 만들어낸 값을 알 수 있다.

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자바에서 동기화에 사용하는 두 번째 방법은 메서드에 synchronized 변경자를 붙이는 것 이다.

이 경우 메서드 본문 전체가 클래스 인스턴스나 클래스 인스턴스 자체에 의해 동기화된다.

코틀린에서는 @Synchronized 어노테이션을 통해 동일한 기능을 사용할 수 있다.

class Counter {
    private var value = 0
    @Synchronized fun addAndPrint(value: Int) {
        this.value += value
        println(this.value)
    }
}
fun main() {
    val counter = Counter()
    for (i in 1..5) {
        thread(isDaemon = false) { counter.addAndPrint(i) }
    }
}

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동기화 블록과 비슷한 Lock 객체(java.util.concurrent.locks package)를 사용해

주어진 람다를 실행하게 해주는 withLock() 함수도 있다.

withLock을 사용하면 함수가 알아서 락을 풀어주므로,

예외가 발생할 때 락을 푸는 것을 신경쓰지 않아도 된다.

class Counter {
    private var value = 0
    private val lock = ReentrantLock()
    fun addAndPrint(value: Int) {
        lock.withLock {
            this.value += value
            println(this.value)
        }
    }
}
fun main() {
    val counter = Counter()
    for (i in 1..5) {
        thread(isDaemon = false) { counter.addAndPrint(i) }
    }
}

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중요하다는 말을 너무나도 많이 들어서 엄청 집중하면서 작성했던 것 같다.

나름 중간중간마다 정리를 하기도 했고 머리에 최대한 넣으려고 노력했다.

그래도 그 덕분에 코틀린에서 동시성을 다룰 때 어떻게 하는지 알게 된 것 같다.

 

다음 단원은 이 책 스터디의 마지막장이다. 코틀린 테스팅에 대한 내용이다.

테스트..도 중요하다는 말을 많이 듣긴 했다. 최근 들어 TDD 얘기도 많이 나오고 있고

마지막까지 힘내서 작성해봐야겠다.