[Java] 쓰레드, 쓰레드의 속성, 데몬쓰레드

🍀 Java/자바완전정복

[Java] 쓰레드, 쓰레드의 속성, 데몬쓰레드

._.sori 2025. 5. 20. 13:58

📚 참고한 책

- 기본적인 개념을 정리하고 추가적으로 궁금한 것들을 정리했습니다 -

🐥 🐥 🐥

✔️ 프로그램, 프로세스, 쓰레드_ 511p

• CPU

: 연산을 수행함으로써 실제 프로그램을 실행하는 장치로, 가장 빠른 속도로 동작.

• 하드디스크

: 데이터의 저장 역할을 수행하며, 상대적으로 가장 낮은 속도로 동작.

• 메모리

: 저장된 데이터를 CPU로 보내는 역할을 하며, CPU와 근접한 속도로 동작.

• 프로그램

: 하드디스크에 저장된 파일들의 모임.

• 프로세스

: 메모리상에 로딩된 프로그램으로 메모리는 필요한 부분만을 동적으로 로딩.

• 멀티프로세스

: 하나의 응용 프로그램에 대해 동시에 여러 개의 프로세스를 실행할 수 있게 하는 기술.

• 쓰레드

: 여러 개의 작업이 동시에 수행되도록 하기 위해서 한정된 코어의 수를 갖는 CPU에 여러 개의 작업을 나눠 사용하며, CPU를 사용하는 최소 단위.

• 단일 쓰레드

public class ThreadExample01 {
    public static void main(String[] args) {
    
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("작업 1 - i: " + i);
            try {
                Thread.sleep(500); 
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            System.out.println("작업 2 - j: " + j);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

해당 코드는 단일 쓰레드를 나타낸 것이다. 첫번째 for문과 두번째 for문이 번갈아가며 나오길 원했지만 단일 쓰레드로 첫번째 for이 모두 수행된 다음 두번째 for문이 수행된다.

• 멀티쓰레드

: 하나의 프로세스 안에서 여러 개의 쓰레드가 있는 것

① extends Thread + 3개의 쓰레드

class Task1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("작업 1 - i: " + i);
            try {
                Thread.sleep(500); 
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Task2 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            System.out.println("작업 2 - j: " + j);
            try {
                Thread.sleep(500); 
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class ThreadExample02 {
    public static void main(String[] args) {
        Task1 t1 = new Task1(); 
        Task2 t2 = new Task2(); 

        t1.start();
        t2.start(); 
    }
}

쓰레드에는 동시성(concurrency)과 병렬성(parallelism)이 있다. 동시성은 처리할 작업의 수가 CPU의 코어 수보다 많을 때 각 작업의 쓰레드의 요청 작업을 번갈아가면서 실행한다. 매우 짧은 간격으로 교차 실행하기 때문에 사용자는 두 작업이 마치 동시에 실행되는 것처럼 보인다. 병렬성은 CPU의 코어 수가 작업 수보다 많을 때로 각각의 작업을 각각의 코어에 할당해 동시에 실행하도록 한다.

여러 작업이 있고 여러 CPU가 있다고 가정하자. 그러면 개발자는 어느 작업을 멀티 쓰레드로 진행할건지 코드로 적어두면 된다. 그 다음 JVM이 운영체제로 해당 쓰레드를 넘기고 운영체제는 각 쓰레드를 어느 CPU에 배분할지 알아서 정한다. (보통 배분은 스케줄러가 한다)

위의 코드를 살펴보자. extends Thread로 Thread를 상속받았고 Thread 내부엔 run( )메서드가 있다. 그래서 Thread를 상속받은 클래스에 run( ) 메서드 안에 어떤 동작을 수행할지 재정의하면 오버라이딩되어 Thread에서 재정의한 동작을 수행하게 된다.

쓰레드에서 특이한 점이 있다. 메서드 run을 재정의했으니 run을 실행시키면 될텐데, run( )이 아닌 start( )가 적혀있다. 쓰레드가 실제 CPU와 이야기하기 위해서 자신만의 스택 메모리에 포함해 준비해야 할 것이 많다. 여기서 start 메서드가 준비단계 포함한 run 메서드 실행을 의미한다. start( )는 새로운 쓰레드 생성/추가하기 위한 모든 준비 + 새로운 쓰레드 위에 run( ) 실행이다.

② extends Thread + 2개의 쓰레드

class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("작업 1 - i: " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class ThreadExample03 {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread t = new MyThread(); 
        t.start();

        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            System.out.println("작업 2 - j: " + j);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

앞에 있었던 예제를 살펴보면 그저 for문만 있었는데 단일쓰레드, extends Thread가 2개였는데 총 3개의 쓰레드였고, 이번 코드는 extends Thread가 1개인데 총 2개의 쓰레드이다. 그 이유를 살펴보면 main에 있다. 개발자가 명시하지 않아도 자바 프로그램이 실행될 때 JVM은 자동으로 main 쓰레드를 생성한다. 그래서 해당 코드 main에 적어둔 for문이 멀티 쓰레드로 작동하게 된다.

③ Runnable + 3개의 쓰레드

class Task1 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("작업 1 - i: " + i);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class Task2 implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            System.out.println("작업 2 - j: " + j);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class ThreadExample04 {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable task1 = new Task1();
        Thread t1 = new Thread(task1);
        t1.start();
        
        Runnable task2 = new Task2();
        Thread t2 = new Thread(task2);
        t2.start();
    }
}

Runnable 인터페이스를 구현한 클래스를 정의하고, run( ) 추상 메서드를 구현하면서 쓰레드의 작업 내용을 작성했다. 그리고 main에서 Runnable 객체를 생성했다.

extends Thread와 차이점이 있다. 바로 Runnable 객체의 내부에는 start( ) 메서드가 존재하지 않는다는 것이다. 그래서 main을 보면 start( )를 가지고 있는 Thread 객체를 생성해서 Thread 객체로 감싸 start( )를 호출했다.

Runnable로 구현했을 때의 장점은 인터페이스기 때문에 다른 클래스를 상속할 수 있다는 것이다. 상속은 한 번만 되는데 쓰레드를 상속해버리면 다른 클래스를 상속할 수 없게된다.

✔️ 쓰레드의 속성_ 527p

• currentThread( )

: 연산을 현재 쓰레드 객체의 참좃값을 얻어올 수 있다.

new Thread(() -> {
    System.out.println("작업 시작");
}).start();

System.out.println("main 스레드 이름: " + Thread.currentThread().getName());
 
 or
 
Thread current = Thread.currentThread()
System.out.println("현재 스레드 이름: " + current.getName());

위의 코드는 참조 변수 없이 실행한 코드이다. 이렇게 참조 변수 없이 일회성으로 쓰레드를 실행할 경우 .getName( ) 같은 객체의 속성을 가져올 수 없다. 그래서 static Thread Thread.currentThread( )를 통해 현재 쓰레드 객체 참좃값을 얻어올 수 있다.

• activeCount( )

: 현재 실행 중인 쓰레드의 개수를 알 수 있다.

public class ThreadExample05 {
    public static void main(String[] args) {

        Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Thread 1 실행 중");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread 1 종료");
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Thread 2 실행 중");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread 2 종료");
            }
        });

        Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("Thread 3 실행 중");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("Thread 3 종료");
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
        t3.start();
    }
}

System.out.println("현재 활성 스레드 수: " + Thread.activeCount());

main 쓰레드 내에는 총 3개의 쓰레드가 동작하고 있다. 이렇게 같은 그룹 내에서 실행 중인 쓰레드의 개수를 알고싶을 때 activeCount를 사용한다.

• setName( )

: 쓰레드에 직접 이름을 부여한다.

Thread t1 = new Thread(task);
Thread t2 = new Thread(task);

t1.setName("1번");
t2.setName("2번");

• getName( )

: 직접 지정했거나 자동으로 부여된 쓰레드의 이름을 가져온다.

for(int i=0; i<3; i++){
    Thread t1 = new Thread();
    t1.setName(i + "번째 쓰레드");
    System.out.println(t1.getName());
    t1.start();
}

• 우선순위

public final static int MIN_PRIORITY = 1;
public final static int NORM_PRIORITY = 5;
public final static int MAX_PRIORITY = 10;

void setPriority(int priority)
int getPriority()

모든 쓰레드는 1~10 사이의 우선 순위를 가지고 있다. 1이 가장 낮은 순위이며 10이 가장 높은 순위다. 우선순위를 지정하지 않으면 기본값으로 5의 우선순위를 갖는다. 우선순위는 쓰레드의 동시성과 관계가 있다. 만일 2개의 작업이 일정 시간 간격으로 번갈아가면서 실행할 경우 우선순위가 더 높은 쪽이 상대적으로 많은 시간을 할당받게 된다.

setPriority( )는 우선순위를 정할 때 사용하는 메서드고, getPriority( )는 지정된 우선순위 값을 가져오는 메서드다.

• availableProcessors

: 현재 컴퓨터의 CPU 코어 수를 알고 싶을 때 사용한다.

public native int availableProcessors();

✔️ 데몬 설정_ 533p

• 데몬 쓰레드

: 일반 쓰레드가 모두 종료되면 함께 종료되는 쓰레드

Thread t1 = new MyThread();
t1.setDeamon(false);
t1.setName("t1");
t1.start();

Thread t2 = new MyThread();
t2.setDeamon(true);
t2.setName("t2");
t2.start();

try{Thread.sleep(3500);} catch (InterruptedException e) {}
System.out.println("main Thread 종료");

쓰레드의 데몬 설정은 Thread 클래스의 인스턴스 메서드인 setDeamon( )메서드를 사용한다. 이때 기본 값은 false로 일반 쓰레드로 설정해둔다. 생성한 객체의 데몬 설정 여부는 isDeamon( )메서드를 사용해 언제든지 확인할 수 있다. 위의 코드에선 쓰레드 t1은 일반 쓰레드, t2는 데몬 쓰레드로 설정했다.

데몬 설정은 반드시 쓰레드를 실행하기 전인 start( ) 메서드 호출 전에 설정해야 한다. 쓰레드가 실행되고가면 데몬 설정은 바꿀 수 없게 된다.

만약 main에 일반 쓰레드 t1과 데몬 쓰레드 t2가 있다고 가정해보자. 데몬 쓰레드는 자신을 호출한 main 쓰레드가 종료되면 함께 종료될거라 예상하겠지만 데몬쓰레드는 주 쓰레드의 종료가 아닌 프로세스 내의 모든 일반 쓰레드가 종료되어야 종료된다는 것을 알아야한다. main이 먼저 끝내도 t1 쓰레드가 종료되지 않은 상태라면 t2는 여전히 작동하고 있을 것이다.