Java에서 멀티스레딩 기본 개념 및 활용

Java에서 멀티스레딩 기본 개념 및 활용

Java에서 멀티스레딩은 여러 개의 스레드를 동시에 실행하여 애플리케이션의 성능을 향상시키고, 사용자 경험을 개선하는 기술입니다. 이 글에서는 Java에서 멀티스레딩의 기본 개념과 활용 방법을 소개합니다.

1. 스레드란?

스레드는 프로세스 내에서 실행되는 작은 단위의 실행 흐름입니다. 각 스레드는 독립적인 실행 경로와 자원을 가집니다. 멀티스레딩을 사용하면 한 프로세스 내에서 여러 개의 스레드가 동시에 실행되어, 자원을 공유하며 작업을 처리할 수 있습니다.

2. Java에서 스레드 생성 및 실행

Java에서 스레드를 생성하고 실행하는 방법은 크게 두 가지입니다.
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1. Thread 클래스를 상속받아서 새로운 클래스를 정의하고, run() 메소드를 오버라이드합니다.
2. Runnable 인터페이스를 구현하는 클래스를 정의하고, run() 메소드를 구현합니다.

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두 방법 중 하나를 선택한 후, Thread 객체를 생성하고 start() 메소드를 호출하여 스레드를 실행시킬 수 있습니다.

2.1. Thread 클래스 상속

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        // 스레드가 실행할 작업
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread myThread = new MyThread();
        myThread.start(); // 스레드 실행
    }
}

2.2. Runnable 인터페이스 구현

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // 스레드가 실행할 작업
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 스레드 실행
    }
}

3. 스레드 동기화와 공유 자원 관리

멀티스레딩 환경에서 여러 스레드가 공유 자원에 동시에 접근하면 데이터 무결성이 깨질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 Java에서는 synchronized 키워드를 사용하여 스레드 동기화를 구현할 수 있습니다.

public class SharedResource {
    private int counter;

    public synchronized void increment() {
        counter++;
    }

    public synchronized void decrement() {
        counter--;
    }

    public synchronized int getCounter() {
        return counter;
    }
}

public class IncrementThread implements Runnable {
    private SharedResource sharedResource;

    public IncrementThread(SharedResource sharedResource) {
        this.sharedResource = sharedResource;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            sharedResource.increment();
        }
    }
}

public class DecrementThread implements Runnable {
    private SharedResource sharedResource;
    public DecrementThread(SharedResource sharedResource) {
        this.sharedResource = sharedResource;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            sharedResource.decrement();
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        SharedResource sharedResource = new SharedResource();
        Thread incrementThread = new Thread(new IncrementThread(sharedResource));
        Thread decrementThread = new Thread(new DecrementThread(sharedResource));

        incrementThread.start();
        decrementThread.start();

        incrementThread.join();
        decrementThread.join();

        System.out.println("Counter: " + sharedResource.getCounter());
    }
}

위 예제에서는 SharedResource 클래스의 메소드에 synchronized 키워드를 사용하여 동기화를 구현했습니다. 이렇게 하면 한 번에 하나의 스레드만 해당 메소드를 실행할 수 있으며, 다른 스레드는 대기하게 됩니다.

4. Executor Framework 활용

Java에서는 스레드를 직접 관리하는 대신 Executor Framework를 활용하여 스레드 풀(thread pool)을 사용할 수 있습니다. 이를 통해 스레드 생명주기 관리와 스레드 재사용을 쉽게 할 수 있습니다.

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                // 스레드가 실행할 작업
            });
        }

        executorService.shutdown();
    }
}

위 예제에서는 Executors.newFixedThreadPool() 메소드를 사용하여 고정 크기의 스레드 풀을 생성했습니다. submit() 메소드를 사용하여 작업을 제출하면, 스레드 풀에서 사용 가능한 스레드가 작업을 실행합니다.
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이상으로 Java에서 멀티스레딩의 기본 개념과 활용 방법에 대해 알아보았습니다. 멀티스레딩을 활용하면 애플리케이션의 성능을 향상시키고, 사용자 경험을 개선할 수 있습니다. 하지만 스레드 동기화와 공유 자원 관리에 주의해야 합니다.
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