MultiThreadChat

멀티쓰레드 기반의 채팅 시스템

2024-06-27-22-58-51.mp4

개요

MultiTreadChat은 멀티쓰레드와 소켓 통신을 활용한 채팅 시스템입니다. 서버는 각 클라이언트의 연결을 독립적인 스레드로 처리하여 동시에 여러 사용자가 원활하게 채팅할 수 있도록 합니다. GUI는 JavaFX를 활용했습니다. 해당 프로젝트를 이용하시려면 JavaFX에 대한 의존성 추가가 필요합니다. 21버전 SDK를 받아 lib 주소를 library에 넣어주세요.

추가로 클라이언트 run 구성에서 VM 옵션으로 해당 코드를 넣어주세요:

--module-path C:\javafx-sdk-21.0.3/lib --add-modules javafx.controls,javafx.fxml

위의 경로는 JavaFX SDK를 저장한 위치에 따라 다를 수 있습니다. 저는 C 드라이브 바로 아래에 저장했습니다.

멀티쓰레드란?

하나의 프로세스를 다수의 실행 단위로 구분하여 자원을 공유하고 자원의 생성과 관리의 중복성을 최소화하여 수행 능력을 향상시키는 것을 멀티쓰레딩이라고 합니다.
하나의 프로그램에서 동시에 여러 작업을 수행할 수 있도록 합니다.

프로세스와 쓰레드

프로세스

정의: 실행 중인 프로그램의 인스턴스.
특징:
- 독립성: 각 프로세스는 별도의 메모리 공간을 가집니다.
- 자원 할당 단위: CPU 시간, 메모리, 파일 핸들 등 자원을 할당받습니다.
- 고립성: 한 프로세스의 문제는 다른 프로세스에 영향을 미치지 않습니다.
예: 웹 브라우저, 텍스트 편집기.

쓰레드

정의: 프로세스 내에서 실행되는 작은 실행 단위.
특징:
- 경량성: 적은 자원으로 생성 및 관리.
- 자원 공유: 같은 프로세스 내에서 메모리와 자원을 공유.
- 병행 실행: 여러 스레드가 동시에 실행 가능.
- 협력적 작업: 여러 스레드가 협력하여 작업을 효율적으로 수행.
예: 웹 브라우저의 탭, 워드 프로세서의 자동 저장 기능.

메인 스레드란?

정의: 자바 애플리케이션이 실행되면 JVM(Java Virtual Machine)은 자동으로 하나의 스레드를 생성합니다. 이 스레드가 바로 메인 스레드입니다.
진입점: 메인 스레드는 public static void main(String[] args) 메서드를 실행하는 스레드입니다. 이 메서드가 애플리케이션의 시작점입니다.

메인 스레드의 역할

프로그램 초기화: 메인 스레드는 프로그램의 초기화 작업을 수행합니다. 예를 들어, 서버 소켓을 열고 클라이언트 연결을 대기하는 등의 작업을 수행합니다.
스레드 생성: 메인 스레드는 추가로 필요한 작업을 처리하기 위해 새로운 스레드를 생성합니다. 예를 들어, 클라이언트의 요청을 처리하기 위해 별도의 스레드를 생성하는 역할을 합니다.

요약

자바 애플리케이션을 실행하면 하나의 프로세스가 생성됩니다.
생성된 프로세스 내에서 JVM이 시작되고, 메인 스레드가 main 메서드를 실행합니다.
메인 스레드는 프로그램의 초기화와 추가 스레드 생성 및 관리 역할을 담당합니다.

멀티쓰레드의 장점

자원 절약: 메모리와 시스템 자원 소모 감소
간단한 통신: 전역 변수나 힙을 이용해 데이터를 주고받을 수 있어 통신이 간단
빠른 문맥 교환: 프로세스보다 빠른 문맥 교환
응답 시간 단축: 시스템 처리량 증가 및 자원 소모 감소로 응답 시간 단축

멀티쓰레드 통신 방식

클라이언트 연결 관리

서버는 클라이언트의 연결 요청을 수락하고, 각 연결에 대해 새로운 스레드를 생성
각 스레드는 해당 클라이언트와의 통신을 독립적으로 처리

소켓을 통한 통신

각 스레드는 소켓을 사용해 클라이언트와 데이터를 주고받음
서버는 모든 클라이언트 스레드 간에 공유되는 자원을 관리

문맥 교환의 효율성

스레드 간의 문맥 교환이 프로세스 간 문맥 교환보다 빠름
시스템의 처리량 향상 및 자원 소모 감소

소켓 통신

정의: 두 네트워크 장치 간의 데이터 교환을 가능하게 하는 소프트웨어 구조
통신 방식: 주로 TCP와 UDP를 통해 통신
프로젝트에서 사용한 방식: Java의 ServerSocket과 Socket 클래스를 사용한 TCP 통신

예시 코드

// 서버 코드 예시
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8000);
while (true) {
    Socket clientSocket = serverSocket.accept();
    new Thread(new ClientHandler(clientSocket)).start();
}

Java에서의 스레드 관리

스레드 생성: new Thread(() -> { ... }).start();
비동기 작업: Runnable 인터페이스를 구현하여 비동기 작업 수행
문맥 교환: 운영 체제에 의해 스레드 간 문맥 교환이 효율적으로 관리

Client와 Server의 구조

실행 방법

JavaFX SDK를 다운로드하고 lib 폴더의 경로를 환경 변수에 추가합니다.

클라이언트 실행 시 VM 옵션에 다음 코드를 추가합니다:

--module-path C:\javafx-sdk-21.0.3/lib --add-modules javafx.controls,javafx.fxml

서버를 실행합니다:
```
java -cp . server.Server
```
클라이언트를 실행합니다:
```
java -cp . client.Main
```
여러 클라이언트를 실행하여 채팅 시스템을 테스트합니다.

이 README 파일을 통해 프로젝트의 전체적인 개요와 구조, 실행 방법을 쉽게 이해할 수 있을 것입니다. 추가로 필요한 사항이 있으면 알려주세요.

JAEKWANG97 / MultiThreadChat