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쓰레드(Thread)

쓰레드(Thread)는 간단히 정의하면 하나의 프로세스(실행중인 프로그램이라고 합니다.)에서 독립접으로 실행되는 하나의 일, 또는 작업의 단위를 말합니다. 뭐, 더 간단히 말해 쓰레드를 여러개 사용하면 동시에 여러 작업을 할 수 있는 뜻이 되는 것이죠. 

우리가 익히 알고 있는 main 함수 역시 쓰레드입니다. 프로그램 실행 시 실행되는 첫번째 쓰레드이기 때문에 main함수를 우리는 메인 쓰레드라고도 합니다.

쓰레드를 사용해서 얻을 수 있는 이점이 있을 텐데 어떤 이점들이 있을까요?

• 우선 가장 두드러진 장점은 바로 동시성입니다. 동시에 여러 일들을 할 수 있습니다. 그렇기 때문에 작업의 효율성을 높일 수 있습니다.
• 쓰레드끼리 메모리를 공유합니다. 그렇기 때문에 메모리가 절약되는 효과를 볼 수 있습니다. 경제적인 것이죠.

그렇다고 해서 장점만 있는 것은 아닙니다. 아래와 같은 상황을 고려해야하죠.

• 프로그램의 실행 단위가 많아지면 프로그램이 상당히 복잡해질 수 있습니다.
• 예상치 못한 버그가 생길 수 있습니다. 이를 위해서 적절히 동기화를 걸어주어야 하지요.
• 교착상태나 기아상태로 빠질 수 있습니다.

자바 쓰레드 사용

자바에서는 대표적인 두 가지 쓰레드를 생성하는 방법이 있는데요. 아래의 두 가지 방법을 활용하여 쓰레드를 생성해봅시다.

1. Thread 클래스를 상속받는 방법

2. Runnable 인터페이스를 구현하는 방법

1. Thread 클래스를 상속받는 방법

아래의 코드처럼 Thread 클래스를 상속합니다.

실행되는 각 쓰레드를 구별 짓기 위해서 쓰레드 이름을 저장하고 단지 for문에서 100까지 도는 아주 간단한 쓰레드입니다. 주의 해야할 것은 쓰레드의 실제 override하는 메소드는 run이지만, 쓰레드 호출 시 실행하는 메소드는 start라는 점을 주의하시기 바랍니다. 

class MyThread extends Thread{
	
	public MyThread(String threadName){
		super(threadName);
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println(this.getName()+":"+i);
		}
		System.out.println();
	}
}
public class ThreadTest {

	public static void main(String[] ar){
		System.out.println("MainThread Start");
		for(int i=1;i<=3;i++){
			new MyThread("Thread"+i).start();
		}
		System.out.println("MainThread End");	
	}
	
}

위의 코드에서 프로그램을 예상할 수 있나요? 평소의 프로그램(싱글쓰레드)같았다면 우리는 이렇게 예상을 했을 겁니다. 

하지만 우리는 동시성을 원하니까 쓰레드를 돌렸지요. 그래서 위의 결과가 될 수도 있고(진짜 운이 드럽게 좋다거나 없다면) 아닐 수도 있습니다. 

대부분의 결과는 아래와 같이 제 얼굴처럼 뒤죽박죽된 결과가 발생합니다. 아래 결과는 실제 제 똥컴에서 돌린 결과입니다.

쓰레드의 실행 순서는 이렇게 예측할 수 없습니다.

2. Runnable 인터페이스 구현

실제로 쓰레드를 생성할때 많이 사용하는 방법입니다. Runnable 인터페이스를 구현한 클래스를 Thread의 생성자로 주입하여 실행하는 방법이죠. 아래의 코드를 봅시다. 

달라진게 있다고 한다면 implements Runnable 쪽인것 같네요. 이렇게 구현한 MyThread라는 클래스를 객체화하여 main 메소드에서 실행시키고 있습니다.

Thread라는 클래스의 생성자로 Runnable 객체를 전달하고 있습니다.

Thread thread=new Thread(new MyThread("Thread"+i));
thread.start();

class MyThread implements Runnable{
	private String threadName;
	public MyThread(String threadName){
		this.threadName=threadName;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println(threadName+":"+i);
		}
	}
}

public class ThreadTest {

	public static void main(String[] ar){
		System.out.println("MainThread Start");
		for(int i=1;i<=3;i++){
			Thread thread=new Thread(new MyThread("Thread"+i));
			thread.start();
		}
		System.out.println("MainThread End");	
	}
	
}

결과는 1번의 Thread 클래스를 상속받는 방법과 비슷하게 순서를 예측할 수 없이 실행됩니다.

저는 항상 Main 쓰레드가 먼저 끝나버리는군요. 

이점에 대해서 불만을 가지고 있는데요. 메인 쓰레드는 항상 다른 쓰레드를 기다렸다가 종료할 수 없을까요?? 자기 할일 끝났다고 먼저 가버리는 것은 조금 매너가 없으니까요. 

그래서 join이라는 쓰레드 메소드가 존재합니다.

join

join이라는 메소드를 통해서 분기를 어떤 지점에 합칠 수 있습니다. 그러니까 쓰레드를 생성한 쓰레드는 그 지점에서 기다려야합니다. 아래의 코드를 통해서 알아보도록 합시다.

알아보려면 코드를 조금 변경해야하는데, 우선 join을 쓰게 되면 InterruptedException이 발생합니다. 처리하기 귀찮으니 throws를 통해서 그냥 던져줍시다. 누군가 알아서 먹든가 하겠죠.

아래 코드처럼 변경해서 실행하면 메인쓰레드는 자신이 생성한 3개의 쓰레드를 끝날때까지 기다렸다가 자신도 종료하게 됩니다.

class MyThread implements Runnable{
	private String threadName;
	public MyThread(String threadName){
		this.threadName=threadName;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println(threadName+":"+i);
		}
	}
}

public class ThreadTest {

	public static void main(String[] ar) throws InterruptedException{
		System.out.println("MainThread Start");
		Thread[] thread=new Thread[4];
		for(int i=1;i<=3;i++){
			thread[i]=new Thread(new MyThread("Thread"+i));
			thread[i].start();
		}
		
		for(int i=1;i<=3;i++)
			thread[i].join();
		
		System.out.println("MainThread End");	
	}
	
}

 아래의 실행결과처럼 메인쓰레드는 나머지 3개가 종료할때까지 기다립니다.

왜 join으로 이름을 정했을까요? 아래의 그림을 보면 이해하기가 쉬울 겁니다. 위 코드의 상황을 그림으로 옮겨놓았습니다.

main은 thread1, thread2, thread3을 수행시킵니다. 이때 thread1, thread2, thread3이 끝나면 다시 자신을 실행시키는 main와 합쳐지지요. 이해하기 쉽죠?

아 이것도 불만이다. 난 쓰레드를 썼지만 순차적으로 실행하겠다! thread1끝나면 thread2실행하고 thread2끝나면 thread3실행하겠다 하시는 분들은 thread 실행시키자 마자 바로 join거시면 됩니다. 

class MyThread implements Runnable{
	private String threadName;
	public MyThread(String threadName){
		this.threadName=threadName;
	}
	public void run(){
		for(int i=0;i<100;i++){
			System.out.println(threadName+":"+i);
		}
	}
}

public class ThreadTest {

	public static void main(String[] ar) throws InterruptedException{
		System.out.println("MainThread Start");
		Thread[] thread=new Thread[4];
		for(int i=1;i<=3;i++){
			thread[i]=new Thread(new MyThread("Thread"+i));
			thread[i].start();
			thread[i].join();
		}
		
		
		System.out.println("MainThread End");	
	}
	
}

아래의 그림에서 점선이 join하는 구간입니다.

실행결과는 뭐.. 순차적입니다.

근데 이렇게 구현할 거면 쓰레드 안쓰는 것이 낫죠. 단지 join을 어떻게 사용하는지 보여드린겁니다.

간단하게 자바에서 쓰레드를 사용하는 방법을 알아보았습니다.