[Java] 자바 - Synchronized 스레드 동기화 개념 및 사용예제

 

자바 - Synchronized 스레드 동기화 개념 및 사용예제

 

 

자바에서 멀티스레드를 이용하면 여러작업을 동시에 처리할 수 있기 때문에 작업효율이 좋아집니다. 하지만 하나의 공유자원을 여러 스레드에서 동시에 접근하여 사용하게 되면 때때로 우리가 예상치 못한 결과가 나타나게 됩니다. 여기에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 사용되는 스레드 동기화 (Thread Synchronized)에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 

 

 

   목차

1. 스레드 동기화란? 
2. synchronized 사용법
   • 메소드에 synchronized 설정하기
   • 코드블럭에 synchronized 설정하기
3. 동기화 사용예제

 

 

1. 스레드 동기화란? 

 

스레드 동기화는 멀티스레드 환경에서 여러 스레드가 하나의 공유자원에 동시에 접근하지 못하도록 막는것을 말합니다. 공유데이터가 사용되어 동기화가 필요한 부분을 임계영역(critical section)이라고 부르며, 자바에서는 이 임계영역에 synchronized 키워드를 사용하여 여러 스레드가 동시에 접근하는 것을 금지함으로써 동기화를 할 수 있습니다. 

 

 

 

2. synchronized 사용방법

 

synchronized 키워드는 동기화가 필요한 메소드나 코드블럭앞에 사용하여 동기화 할 수 있습니다. synchronized로 지정된 임계영역은 한 스레드가 이 영역에 접근하여 사용할때 lock이 걸림으로써 다른 스레드가 접근할 수 없게 됩니다. 이후 해당 스레드가 이 임계영역의 코드를 다 실행 후 벗어나게되면 unlock 상태가 되어 그때서야 대기하고 있던 다른 스레드가 이 임계영역에 접근하여 다시 lock을 걸고 사용할 수 있게 됩니다. 

lock은 해당 객체당 하나씩 존재하며, synchronized로 설정된 임계영역은 lock 권한을 얻은 하나의 객체만이 독점적으로 사용하게됩니다. 

 

 

1) 메소드에 synchronized 설정하기

 

메소드 이름 앞에 synchronized 키워드를 사용하면 해당 메소드 전체를 임계영역으로 설정하실수 있습니다. 

synchronized void increase() {
	count++;
	System.out.println(count);
}

 

 

2) 코드블럭에 synchronized 설정하기

 

동기화를 많이 사용하게 되면 효율이 떨어지게 되므로 꼭 필요한 부분에만 블럭을 지정하여 임계영역으로 설정하실 수 있습니다. 예제와 같이 synchronized(this)로 지정하게 되면 참조변수(this) 객체의 lock을 사용하게 됩니다. 

void increase() {
	synchronized(this) {
		count++;
	}
	System.out.println(count);
}

 

 

 

3. 동기화 사용예제

 

예제1)

public class HelloWorld {
	public static void main(String[] args) {
		StringDisplay sd = new StringDisplay();
		MyThread[] mts = new MyThread[5];
		for (int i=0; i<mts.length; i++) {
			mts[i] = new MyThread(sd, Integer.toString(i));	
			mts[i].start();
		}
	}
}

class StringDisplay {
	synchronized void display(String s) {
		for (int i=0; i<5; i++) {
			System.out.print(s);
		}
		System.out.println("");
	}
}

class MyThread extends Thread {
	StringDisplay sd;
	String s = "";
	
	public MyThread(StringDisplay sd, String s) {
		this.sd = sd;
		this.s = s;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		sd.display(s);
	}
}

[실행결과]
00000
22222
11111
44444
33333

 

 

예제2)

public class HelloWorld {
	public static void main(String[] args) {
		MyThread[] mts = new MyThread[5];
		for (int i=0; i<mts.length; i++) {
			mts[i] = new MyThread();	
			mts[i].start();
		}
	}
}

class MyThread extends Thread {
	public static int number = 0;
	public static Object lock = new Object(); 
	
	@Override
	public void run() {
		synchronized(lock) {
			for (int i=0; i<5; i++) {
				number = number + 1;;
				System.out.print(i);
			}
			System.out.println(":" + number + "-" + this.getName());
		}
	}
}

[실행결과]
01234:5-Thread-0
01234:10-Thread-2
01234:15-Thread-1
01234:20-Thread-4
01234:25-Thread-3