자바에서 스레드를 조작하는 방법
자바의 버전이 증가하면서 나날이 발전한 스레드 관리 방법을 알아보기
스레드의 생명 주기
NEW
스레드 객체가 새로 생성된 상태
Thread thread = new Thread(() -> {...});RUNNABLE
스레드가 실행 가능하도록 준비가 완료된 상태로, JVM 이 해당 상태에 있는 스레드를 OS 스케줄링 대상으로 요청한다.
Thread thread = new Thread(() -> {...});
thread.start();BLOCKED
synchronized를 통해 모니터락 획득을 대기할 때 BLOCKED 상태에서 대기한다
WAITING
스레드가 특별한 연산하는 행위 없이 무작정 기다리는 상태로, 다른 스레드에 의해 깨어나길 기다린다.
Object.wait();Thread.join();LockSupport.park();
Thread thread = new Thread(() -> {...});
thread.start();
thread.join(); // <- 이 때 WAITING 상태로 변경TIME_WAITING
특정 시간동안 기다리고 있는 상태로, 시간이 지나거나 다른 스레드에 의해 깨어나면 현재 상태에서 벗어난다.
Object.wait(ms);Thread.join(ms);Thread.sleep(ms);
Thread thread = new Thread(() -> {Thread.sleep(1000)});
thread.start();TERMINATED
스레드가 실행해야 할 연산이 모두 완료 되었거나 예외가 발생하여 실행이 종료된 상태로, 종료되면 스레드를 다시 살릴 수 없다.
버전 별 자바에서 스레드를 조작하는 방법
자바의 버전이 증가하면서 어떤 고수준의 스레드 관련 API 를 제공하고, 어떻게 발전 해왔는지 살펴본다.
├─ Java 5 이전: Thread, Runnable
├─ Java 5: Callable, Future, Executor, ExecutorService, Executors
├─ Java 7: Fork/Join, RecursiveTask
├─ Java 8: CompletableFuture
├─ Java 9: Flow
└─ Java 21: Virtual Thread자바 최초의 멀티 스레드 모델로 등장하여, 스레드를 직접 생성 및 제어하며 다른 스레드를 조작할 수 있게 되었다.
이로 인해 스레드가 작업 중 블락 상태로 대기하고 있는 경우, 다른 스레드를 통해 다른 작업을 수행할 수 있게 되었지만 작업의 반환 값과 예외 처리가 없는 치명적인 단점이 존재했다.
스레드를 생성하고 종료하는 데 있어 자원을 낭비하던 단점을 보완하여, 스레드 풀을 활용하여 스레드를 재사용하였다.
그와 동시에, Callable 의 등장으로 인해 스레드의 작업 결과를 반환할 수 있게 되었으며 비동기 특성 상 언제 끝나는지 알 수 없는 시점에서 결과를 제어 하기 위해 Future 인터페이스를 통해 대기 후 값을 반환 받을 수 있도록 제공하였다.
또한 Executors 팩터리 클래스를 통해 여러 스레드 풀을 제공하여 사용자 환경에 맞는 스레드 풀을 선택하여 사용할 수 있도록 제공했다.
하지만,
Exeuctors는 사용자 편의상 제공하는 클래스이기 때문에 운영 환경에서는 무한히 스레드 풀이 증가하며 메모리 사용량 증가를 주의해야한다.
Java 7, 새로운 스레드 풀을 디자인하다.
여러 작업이 작업 간의 연결이 어렵고, 결과를 제어하기 위해 작업이 끝나기 까지 기다리는 블락킹 상태를 개선하기 위해 CompletableFuture 가 등장하였다.
여러 콜백 메서드를 제공하여 작업 할당과 동시에 다른 작업을 수행할 수 있도록 조합이 가능했으며, 콜백을 사용하는 경우 조합된 작업 간의 블락킹이 생기지 않아 논 블락킹 구조로 동작하는 성능적 이점을 챙겼다.
그리고, 사용자 정의 스레드 풀을 사용했던 Future 와 달리 ForkJoinPool 의 공용 스레드 풀을 이용하며 작업 스틸 알고리즘을 통해 스레드가 쉬는 시간 없이 동작할 수 있도록 최적화 되었다.
Java 9
Flow
Java 21
Virtual Thread
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