julyuniverse / JAVA_multi-thread-synchronization

멀티 Thread 프로그래밍에서의 동기화

critical section 과 semaphore

• critical section은 두 개 이상의 thread가 동시에 접근하는 경우 문제가 생길 수 있기 때문에 동시에 접근할 수 없는 영역
• semaphore는 특별한 형태의 시스템 객체이며 get/release 두 개의 기능이 있다.
• 한 순간 오직 하나의 thread만이 semaphore를 얻을 수 있고, 나머지 thread들은 대기(bloking) 상태가 된다.
• semaphore를 얻은 thread만이 critical section에 들어갈 수 있다.

노란색: critical section

• Park과 ParkWife가 동시에 Bank 자원에 접근하여 작업이 이루어지는 경우의 예제

class Bank {
    private int money = 10000;

    // 동기화가 필요한 메서드에 synchronized 적용
    public synchronized void saveMoney(int save) {
        int m = getMoney();

        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        setMoney(m + save);
    }

    public synchronized void minusMoney(int minus) {
        int m = getMoney();

        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        setMoney(m - minus);
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public void setMoney(int money) {
        this.money = money;
    }
}

// Park 쓰레드
class Park extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("start save");
        SyncMain.bank.saveMoney(3000);
        System.out.println("saveMoney(3000): " + SyncMain.bank.getMoney());
    }
}

// ParkWife 쓰레드
class ParkWife extends Thread {
    public void run() {
        System.out.println("start minus");
        SyncMain.bank.minusMoney(1000);
        System.out.println("minusMoney(1000): " + SyncMain.bank.getMoney());
    }
}

public class SyncMain {
    public static Bank bank = new Bank();

    public static void main(String[] args) {
        Park p = new Park();
        p.start();

        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        ParkWife pw = new ParkWife();
        pw.start();

        // 결과
        // start save
        // start minus
        // saveMoney(3000): 13000
        // minusMoney(1000): 12000
    }
}

동기화 (synchronization)

• 두 개의 thread가 같은 객체에 접근할 경우, 동시에 접근함으로써 오류가 발생
• 동기화는 임계영역에 접근할 경우 공유자원을 lock하여 다른 thread의 접근을 제어
• 동기화를 잘못 구현하면 deadlock에 빠질 수 있다.

자바에서는 synchronized 메서드나 synchronized 블럭을 사용

synchronized 블럭

• 현재 객체 또는 다른 객체를 lock으로 만든다.

synchronized(참조형 수식) {

      수행문;
}

synchronized 메서드

• 객체의 메소드에 synchronized 키워드 사용
• 현재 이 메서드가 속해있는 객체에 lock을 건다.
• 자바에서는 deadlock을 방지하는 기술이 제공되지 않으므로 되도록이면 synchronized 메서드에서 다른 synchronized 메서드는 호출하지 않도록 한다.
• deadlock의 예