Java Thread_02

🎯 목표 : 쓰레드의 활용 이해

📒 Thread

 

📌 Thread의 우선순위

• 작업의 중요도에 따라 쓰레드의 우선순위를 다르게 하여 특정 쓰레드가 더 많은 작업시간을 갖게 할수있다.
• 우선순위를 정의하게 되면, 쓰레드를 생성한 쓰레드로 부터 상속받는다. main 메소드를 동작하게 하는 쓰레드는 기본 우선순위가 5이며, main 메소드 내에서 생성한 쓰레드는 모두 기본값 5를 가지고 동작한다.
• 정의한 우선순위보다 OS 스케쥴러의 우선순위가 더 우선되기 때문에 정확하지 않다.

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📌 Thread 그룹

• 서로 관련된 쓰레드를 그룹으로 묶어서 다룬다
• 모든 쓰레드는 반드시 하나의 쓰레드 그룹에 포함되어 있다.
• 쓰레드 그룹을 지정하지 않으면 main 쓰레드 그룹에 속하게 된다.
• 자신이 생성한 쓰레드(부모 쓰레드)의 그룹과 우선순위를 상속받는다.
• 쓰레드 그룹과 관련된 메소드를 가지고 다룰수 있다.

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📌 데몬 쓰레드(Daemon Thread)

• 쓰레드는 일반 쓰레드와 데몬 쓰레드로 나뉜다.
• 일반 쓰레드의 작업을 돕는 보조적인 역할을 하는게 데몬 쓰레드다.
• 예를들면 Garbage Colletor, 자동 저장, 화면 자동갱신 등이 있다.
• 무한 루프 반복문과 조건문으로 실행후 대기하다가 특정 조건에 부합하면 작업을 수행하고 다시 반복하며 대기하도록 작성한다.
• setDaemon(true)를 호출하여 데몬 쓰레드를 실행하는데, 반드시 일반쓰레드를 실행하기 전에 호출해야한다.

👉 예제

public class DaemonThreadStudy implements Runnable  {
    static boolean autoSave = false;

    public static void main(String[] args) {
        Thread t = new Thread(new DaemonThreadStudy()); // 쓰레드 생성
        t.setDaemon(true);  //setDaemon 은 쓰레드 실행 전에 호출해야된다.
        t.start(); // 데몬 쓰레드 동작 시작

        for(int i=1; i <= 10; i++) { // 1초에 하나씩 증가하도록 설정
            try{
                Thread.sleep(1000);
            } catch(InterruptedException e) {}
            System.out.println(i);

            if(i==5) autoSave = true;// i 의 값이 5가 될때 true가 되며 데몬 쓰레드가 동작한다.
        }

        System.out.println("종료");
    }

    public void run() {
        while(true) {
            try {
                Thread.sleep(3 * 1000); // 위 i 의 값이 5이후에는 3초마다 동작한다
            } catch(InterruptedException e) {}

            // autoSave의 값이 true 일때 autoSave()메소드를 호출한다.
            if(autoSave) autoSave();
        }
    }

    public void autoSave() {
        System.out.println("자동 저장됨...");
    }
}

• 위 예제에서 만약 쓰레드 t를 setDaemon호출하여 데몬 쓰레드로 만들지 않았다면, 이 예제의 run메소드 부분의 무한 반복문이 멈추지 않고 계속 돌게 될것이다. 데몬 쓰레드는 일반 쓰레드가 동작이 모두 끝나게 되면 함께 종료된다는 것을 확인할수 있다.

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📌 Thread의 상태와 실행제어

출처 자바의 정석

• 위 그림으로 쓰레드 들이 생성되고 실행되거나, 대기 상태가 되는 쓰레드 들의 상태 변화를 알수 있다.
• start 메소드는 쓰레드를 실행 시키는 메소드가 아닌 실행 대기 상태로 만들어주는 메소드다.
• 쓰레드의 실행과 대기를 제어할수 있는 메소드가 있으며 이를 활용해 효율적인 프로그램을 작성 할수있다.
• static 메소드는 쓰레드 자기 자신에게만 호출 가능하다.

출처 자바의 정석

👉 sleep()

• 지정 시간동안 쓰레드를 멈추게한다.
• sleep에 의해 일시 정지된 쓰레드는 시간이 다 되거나, interrupt가 호출되면 InterruptedException이 발생하며 깨어나서 실행대기 상태가 된다 위 데몬 쓰레드 예제에서 확인할수 있다. 
• 예외 처리를 해줘야한다. 아래와 같이 메소드를 만들어 활용할수도 있다.

void sleepTh(long millis) {
	try {
    	Thread.sleep(millis);
    } catch(InterruptedException e) {}
}

👉 interrupt() , interrupted()

• 쓰레드의 작업을 취소한다.
• 대기상태인 쓰레드를 실행 대기 상태로 만든다.

void interrupt()            // 쓰레드의 interrupted 상태를 false에서 true로 변경
boolean isInterrupted()     // 쓰레드의 interrupted 상태를 반환.
static boolean interrupted()// 현재 쓰레드의 interrupted 상태를 반환 후 false로 변경

2022.09.04 - [Language/JAVA] - Java Thread_01 의 멀티 쓰레드 예제를 수정하여 interrupt를 학습했다.

Java Thread_01

import javax.swing.*;


public class ThreadStudy3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Thread1 th1 = new Thread1();
        th1.start();

        String input = JOptionPane.showInputDialog("입력하세요");
        System.out.println("입력값 : " + input );
        th1.interrupt();
        System.out.println("isInterrupted의 값 = "+th1.isInterrupted());
    }
}
class Thread1 extends Thread {
    public void run() {
        int i=10;
        while (i!=0&&!isInterrupted()){
            System.out.println(i--);
            for(long x=0; x<2500000000L; x++);
        }
        System.out.println("종료");

    }
}

• 쓰레드가 실행되고 input값을 입력하지 않으면 run() 메소드의 while 문은 계속 흘러간다.
• input값을 입력하고 interrupt()가 호출되면, isInterrupted()의 값은 true가 되고, run()의 while문도 종료된다.

====출력값====
10
9
8
7
6
5
입력값 : 1234
isInterrupted의 값 = true
종료

 

👉 yield()

• 남은시간을 다음 쓰레드에게 양보하고 자기 쓰레드(static)는 실행 대기.

while (true){
	if(!isInterrupted()){
    System.out.println(t--);
    try{
        Thread.sleep(10000);
    } catch(InterruptedException e) { 
    	interrupt();
        break;
        }
   }	
}

• 위의 예제에서 쓰레드는 sleep의 호출로 인하여 10초 동안 실행을 멈춤상태가 되고 10초 동안에도 while문은 isInterrupted의 값이 true가 될때까지 의미없이 계속 반복한다. 이런 상태를 바쁜 대기상태(busy-waiting)라고 하며 yield를 호출해서 남은 실행시간을 반복문에서 낭비하지 않고 다른 쓰레드에게 양보하게 된다.

while (true){
	if(!isInterrupted()){
    System.out.println(t--);
    try{
        Thread.sleep(10000);
    } catch(InterruptedException e) { 
    	interrupt();
        break;
        }
    } else { Thread.yield(); }	
}

 

👉 join()

• 다른 쓰레드의 작업을 기다린다.
• 쓰레드 자신이 하던 작업을 잠시 멈추고 다른 쓰레드가 지정된 시간동안 작업을 수행하도록 할때 join()을 사용한다.
• 매개 변수 (long millis) (long millis, int nanos) 로 시간을 지정하지 않으면 작업을 끝낼때 까지 기다리게 된다.
• 데몬 쓰레드와 멀티 쓰레드의 복합적인 예제를 만들어 학습했다.

 public class ThreadStudy2 {
    static long startTime = 0;
    public static void main(String args[]) {
        ThreadEx_1 th1 = new ThreadEx_1();
        ThreadEx_2 th2 = new ThreadEx_2();
        Thread dt1 = new Thread(new Daemon_1());
        dt1.setDaemon(true);// setDaemon 은 시작 전에 호출해야된다.
        dt1.start();  // 데몬 쓰레드 동작 시작

        th1.start();
        th2.start();
        startTime = System.currentTimeMillis();

        try {
            th1.join(); // th1 끝날때 까지 기다린다.
            System.out.println("////");
        } catch(InterruptedException e) {}
        try {
            th2.join(); // th2 끝날때 까지 기다린다.
            System.out.println("@@@@");
        } catch(InterruptedException e) {}

        System.out.println("Time :" + (System.currentTimeMillis() - ThreadStudy2.startTime));
    } // main
}
class ThreadEx_1 extends Thread {
    public void run() {
        for(int i=0; i < 20; i++) {
            try{
                Thread.sleep(300);
            } catch(InterruptedException e) {}
            System.out.print("*");
            if(i==5) Daemon_1.autoSave =true;
        }
    } 
}

class ThreadEx_2 extends Thread {
    public void run() {
        for(int i=0; i < 30; i++) {
            try{
                Thread.sleep(300);
            } catch(InterruptedException e) {}
            System.out.print("=");
            if(i==5) Daemon_1.autoSave =true;
        }
    } // run()
}
class Daemon_1 implements Runnable {
    public static boolean autoSave = false;

    public void run() {
        while (true){
            try {
                Thread.sleep(3*1000);
            }catch (InterruptedException e){}

            if(autoSave) save();
        }
    }
    public void save() {
        System.out.println("자동 저장됨.");
    }
}

• ThreadEx_1, ThreadEx_2 일반 쓰레드와 Daemon_1 데몬 쓰레드를 정의하고, main 메소드에서는 멀티 쓰레드가 동작이 끝날때까지 시간을 카운터 하고 있으며, 멀티 쓰레드가 동작을 마치게 되면 카운터 한 시간을 출력하기 위해서 join() 메소드를 활용하여 main 메소드의 동작을 멈추게 했다.
• 데몬 쓰레드는 일반 쓰레드가 동작하면서 3초마다 호출되어 출력하도록 작성하였다.
• 여기서 join() 메소드를 호출하여 main 메소드의 동작을 멈추고 일반 쓰레드가 동작을 마칠때까지 기다리게 해주는 역할을 하고 있다.
• main 메소드에서 join()이 호출되어 동작이 멈춘다는 것은, public 클래스도 하나의 쓰레드로 동작하고 있다는 것을 확인할수 있다.

출력값

=*=*=**=*=*=*=*=*=자동 저장됨.
=*=*=*=*=**==*=*=**=자동 저장됨.
*=////                         <- ThreadEx_1 종료
=========자동 저장됨.
=@@@@                          <- ThreadEx_2 종료
Time :9283                     <- 모두 종료 후 출력

• 출력값을 보면, ThreadEx_1이 종료되고, 호출한 th1.join() 메소드 다음줄의 코드가 실행된 것을 볼수 있다.
• ThreadEx_1 쓰레드가 종료되고 , th1.join() 메소드가 실행 될때까지 main 메소드가 멈춰 있었던 것을 확인할수 있다.