자바 Thread_1

왜 쓰레드가 필요한가??

• 반응성
• 성능

</br></br>

1. 컨텍스트 스위치
   • 어플리케이션 각각의 인스턴스는 독립적으로 실행이 됨.
   • 일반적으로는 코어의 개수보다 프로세스의 개수가 더 많고, 하나의 프로세스는 하나 이상의 쓰레드가 있음. 그래서 OS는 스레드 하나를 실행하고, 멈추고 다시 실행하는것이 컨텍스트 스위치

</br></br></br>

컨텍스트 스위치

• 동시에 많은 스레드를 다룰 때는 효율성이 떨어지기에 이 개념이 아주 중요함 !
• 사람으로 생각하면 생각을 가다듬고, 집중력을 회복하는 시간 ! (회사에서 많은 업무를 동시에 못하는것처럼!!)
• CPU에서 실행되는 각 스레드는 CPU 안에 레지스터, 캐시, 메모리 내의 커널 리소스 일정 부분을 차지하게됨. 다른 쓰레드로 전환할 때는 기존의 모든 데이터를 저장하고, 다른 쓰레드의 리소스를 CPU와 메모리에 복원해야함.

너무 많은 스레드를 사용시 ‘스래싱’이 발행

• 같은 프로세스에 속한 두 스레드 간의 컨텍스트 스위치(효율) » 다른 프로세스의 두 스레드간의 스위치(비효율)

그럼 언제 컨텍스트 스위치를 할 지 결정하는가??

1. 쓰레드 스케줄
   • 들어온 순서대로 작업을 처리할지?
   • 짧은 시간인것부터 먼저 처리할지?
2. 쓰레드 vs 프로세스
   • 멀티 스레드와 멀티 프로세스.
   • 스레드는 많은 리소스를 공유하니 같은 프로세스 안에서 스레드를 사용하는 것이 좋음.
   • 보안,안정성 -> 멀티 스레드는 스레드 하나에 프로세스가 다운될 가능성도 있음.

자바 스레드의 기능과 디버깅 방법

        // 스레드 생성
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("now thread: " + Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("current thread: " + Thread.currentThread().getPriority());

                /* 에러 반환 */
                throw new RuntimeException("Exception");
            }
        });


        // 스레드에 문제를 생겼을때 해당 헨들러가 작동해서 에러를 반환
        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() {
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("error happy");
            }
        });

</br>

자바 스레드 상속 예제

public static final int MAX_PASSWORD = 9999;
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Random random = new Random();

        Vault vault = new Vault(random.nextInt(MAX_PASSWORD));

        // 모든 클래스가 Thread클래스를 상속받았기에 제네릭으로 사용 가능함.
        List<Thread> threads = new ArrayList<>();

        threads.add(new AscendingHackerThread(vault));
        threads.add(new DescendingHackerThread(vault));
        threads.add(new PoliceThread());

        // 쓰레드 담긴 개수만큼 반복해서 실행
        for (Thread thread : threads) {
            thread.start();
        }

    }

    // 해당 방법처럼 클래스에 쓰레드를 상속받아서 쓰레드클래스로 사용 가능
    private static class NewThread extends Thread {
        @Override
        public void run(){
            System.out.println("Hello" + this.getName());
        }
    }



    private static class Vault {
        private int passward;

        public Vault(int passward) {
            this.passward = passward;
        }
        public boolean isCorrentPassword(int guess) {

            try {
                Thread.sleep(5);
            } catch (Exception e){
            }

            return this.passward == guess;
        }
    }


    // 쓰레드를 상속받은 클래스를 추상클래스로 만들어 활용
    private static abstract class HackerThread extends Thread {
        protected Vault vault;

        public HackerThread(Vault vault) {
            this.vault = vault;
            this.setName(this.getClass().getSimpleName());
            this.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        }

        @Override
        public void start() {
            System.out.println("string thread: " + this.getName());
            super.start();
        }
    }


    private static class AscendingHackerThread extends HackerThread {

        public AscendingHackerThread(Vault vault) {
            super(vault);
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < MAX_PASSWORD; i++) {
                if(vault.isCorrentPassword(i)){
                    System.out.println(this.getName() + "password" + i);
                    System.exit(0);
                }
            }
        }
    }

    private static class DescendingHackerThread extends HackerThread {
        public DescendingHackerThread(Vault vault){
            super(vault);
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = MAX_PASSWORD; i >= 0; i--) {
                if (vault.isCorrentPassword(i)) {
                    System.out.println(this.getName() + "password" + i);
                    System.exit(0);
                }
            }
        }
    }


    private static class PoliceThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            for (int i = 10; i > 0; i--) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                }catch (Exception e) {

                }
                System.out.println(i);
            }

            System.out.println("Over Hacker");
            System.exit(0);
        }
    }

---

---

핵심 !!!!

• 애플리케이션에서 여러 개의 스레드를 사용하는 이유는 무엇일까요?
  => 여러 개의 스레드를 사용하면 동시에 여러 개의 관련 작업을 실행할 수 있어서, 애플리케이션의 반응성을 향상시킬 수 있기 때문입니다. 또한 여러 개의 작업을 동시에 실행하여 더 뛰어난 성능을 달성할 수도 있습니다.
  
  

• 하나의 프로세스에 속한 스레드가 공유하는 것은?
  => 힙, 코드, 프로세스의 열린 파일, 프로세스의 메타 데이터
  
  

• OS는 어떤 방식으로 스케줄링할 스레드를 설계하는가?
  => 각 스레드에 대한 동적 우선 순위를 유지해 인터랙티브 스레드를 우선시하고 시스템의 특정 스레드가 기아 상태가 되는 것을 방지하는것이 모든 OS의 목표 (스케줄링 스레드에 대한 알고리즘은 OS마다 다름)
  
  

출처 - https://kmooc.udemy.com/course/java-multi-threading/ (Java 멀티스레딩, 병행성 및 성능 최적화 - 전문가 되기 )