쓰레드보다 실행자, 태스크, 스트림
ExecutorService exec = Executors.newSingleThreadExecutor(); 로 실행자를 만들 수 있다. java.util.concurrent에 있다.
이러고 exec.execute(runnable);로 task를 넘길 수 있다.
이외도
- 특정 태스크가 완료되길 기다린다.
- 태스크 셋 중 뭐든 (invokeAny) 혹은 모두(invokeAll) 완료되길 기다린다.
- 실행자 서비스가 종료되길 기다릴 수 있다.
- 완료된 태스크들 결과를 차례로 받는다.
- 태스크를 특정 시간에 혹은 주기적으로 실행하게 한다.(ScheduledThreadPoolExecutor)
자바 7이 되면서 fork-join이 태스크를 지원하도록 확장됐다. ForkJoinPool을 구성하는 쓰레드들이 이 태스크 들을 처리하며, 일을 먼저 끝낸 쓰레드는 다른 쓰레드의 남은 태스크를 가져와서 대신 처리할 수도 있다.
wait, notify 보단 동시성 유틸리티
wait, notify는 까다롭다. 차라리 고수준 동시성 유틸리티를 사용하자.
executorFramework, concurrent collection, synchronizer다. concurrent collection는 내부에서 동기화를 실행한다. 동시성 컬렉션에서동시성을 무력화시키는 건
불가능하며, 외부에서 락을 추가로 사용하면 오히려 속도가 느려진다. 근데, 메소드를 원자적으로 묶어서 호출하는 건 불가하다.(묶어서 하나의 덩어리로) 그래서 기본
동작을 하나의 원자 단위로 묶는 상태 의존성 수정 메소드들이 추가됐다. putIfAbsent가 예시다. 컬렉션 인터페이스 중 일부는 작업 성공이 확인될 때까지 기다리도록
확장된 경우도 있다. (BlockingQueue)
내부 동기화 장치로는 CountDownLatch, Semaphore 등이 있다. countDownLatch는 일회성 장벽으로, 하나 이상의 쓰레드가 또 다른 쓰레드 작업이 끝날 때까지
기다리게 한다. 주의할 점은 코어 이상으로 래치를 설정하면 쓰레드 기아 교착에 빠질 수 있다.(Thread starvation deadlock)
굳이 이 둘을 사용해야 한다면 wait은 synchronized 안에서 사용하고 while 내부에서 사용해서 기다리게 해야 한다. 조건이 충족되면 풀어주고 notify해야 한다.
여기서 notifyAll, notify 중 고민하게 될텐데, 일반적으로 notifyAll이 나을 수 있다. 모든 쓰레드가 깨어나지만 외부 공격에 의해서 깨운 Thread를 다시 sleep되어
영원이 sleep하는 경우에서 벗어날 수 있다.
문서화
멀티 쓰레드 환경에서도 API를 안전하게 사용하게 하려면 클래스가 지원하는 쓰레드 안정성 수준을 명시해야 한다.
- 불변(immutable) : 클래스 인스턴스는 마치 상수와 같아서 외부 동기화 필요가 없다.
- 무조건 쓰레드 안전(unconditionally thread-safe) : 인스턴스는 수정될 수 있으나, 내부에서 충실히 동기화 해서 별도 외부 동기화가 필요 없다.
- 조건부 쓰레드 안전(conditionally thread-safe) : 무조건적 쓰레드 안전과 같으나 일부 메소드에는 동시에 사용하려면 외부 동기화가 필요
- 쓰레드 안전하지 않음(not thread-safe) : 이 클래스의 인스턴스는 수정될 수 있다. 동시에 사용하려면 각각의 메소드 호출을 클라이언트가 외부에서 동기화 해야 한다.
- 쓰레드 적대적(thread-hostile) : 외부 동기화를 해도 멀티쓰레드 환경에서 위험한 경우다. 예를 들어 정적 데이터를 동기화 없이 수정하는 경우다.
위 기준에 맞춰서 문서화하여 적절한 처리를 할 수 있도록 유도해야 한다. 물론 메소드 시그니쳐에 명시할 수도 있다.
지연 초기화는 신중히
lazy initialization은 초기화 시점이 해당 값이 필요할 때까지 늦추는 방법이다. 주로 최적화에 사용하지만 클래스, 인스턴스 초기화 때 발생하는 위험한 순환 문제를 해결하는 효과도 있다. 물론 접근시 비용이 늘어난다.
멀티 쓰레드 환경에서는 지연초기화는 문제가 될 수 있다. 필드를 둘 이상의 쓰레드가 공유하면 동시에 여러 개를 초기화할 수 있다. 지연 초기화가 초기화 순환성(initialization circularity) 를 깨뜨릴거 같으면 synchronized를 사용하면 된다.
혹은 lazy initialization holder class를 사용할 수도 있다. 클래스는 클래스가 처음 쓰일 때 비로소 초기화 된다는 특성을 이용한 관용구다( 싱글톤에서도 유용하다. ) 혹은 이중 검사(double-check) 관용구를 사용할 수도 있다.
import java.util.Objects;
private volatie FieldExample field;
private FieldExample getField() {
FieldExample result = field;
if (Objects.nonNull(result)) return result;
synchronized (this) {
if(Objects.isNull(field)) field = //할당
return result;
}
}