이번에는 스레드 상태에 이어서 스레드 상태 제어에 대하여 알아 보겠습니다.

 

스레드 상태에 대한 부분은 다음의 링크를 통해 제 글을 보고 와주세요!

(제 설명이 부족했을 수도 있으니 검색을 통해서 본인이 알아보고 오셔도 좋습니다!)

 

Java - 스레드 상태(Thread State)

 

Java - 스레드 상태(Thread State)

이번에는 스레드 상태에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 스레드 프로그래밍을 진행하다보면 동기화/비동기화 뿐만 아니라 스레드의 행동을 직접 제어해야 할 경우가 생깁니다. 1000장의 문서를 복사해야한다고 가..

widevery.tistory.com

스레드 상태 제어는 총 3개의 part로 나누어서 진행할 예정입니다.

 

스래드의 상태 중 실행, 실행 대기, 일시 정지 3가지를 조금 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같습니다.

 

[그림 1 - 스레드의 실행, 실행 대기, 일시 정지의 구체적인 상태]

 

그림 1 에서 잘 보이지 않지만 취소선이 있는 suspend(), resume(), stop() 이 3가지는 스레드의 안전성을 해친다고 하여 더 이상 사용하지 않도록 권장된 Deprecated 메소드라고 합니다.

 

 

스레드 상태 제어와 관련된 메소드들을 다음의 표를 통하여 알아보도록 하겠습니다.

 

메소드 설명
interrupt() 일시 정지 상태의 스레드에서 InterruptedException 예외를 발생시켜, 예외 처리 코드(catch)에서 실행 대기 상태로 가거나 종료 상태로 갈 수 있도록 한다.

notify()

notifyAll()

동기화 블록 내에서 wait() 메소드에 의해 일시 정지 상태에 있는 스레드를 실행 대기 상태로 만든다.
resume()

suspend(0 메소드에 의해 일시 정지 상태에 있는 스레드를 실행 대기 상태로 만든다.

 - Deprecated (대신 notify(), notifyAll() 사용)

sleep(long millis)

sleep(long millis, int nanos)

주어진 시간 동안 스레드를 일시 정지 상태로 만든다. 주어진 시간이 지나면 자동적으로 실행 대기 상태가 된다.

join()

join(long millis)

join(long millis, int nanos)

join() 메소드를 호출한 스레드는 일시 정지 상태가 된다. 실행 대기 상태로 가려면, join() 메소드를 멤버로 가지는 스레드가 종료되거나, 매개값으로 주어진 시간이 지나야 한다.

wait()

wait(long millis)

join(long millis, int nanos)

동기화(synchronized) 블록 내에서 스레드를 일시 정지 상태로 만든다. 매개값으로 주어진 시간이 지나면 자동적으로 실행 대기 상태가 된다. 시간이 주어지지 않으면 notify(), notifyAll() 메소드에 의해 실행 대기 상태로 갈 수 있다.
suspend() 스레드를 일시 정지 상태로 만든다. resume() 메소드를 호출하면 다시 실행 대기 상태가 된다. - Deprecated (대신 wait() 사용)
yield() 실행 중에 우선순위가 동일한 다른 스레드에게 실행을 양보하고 실행 대기 상태가 된다.
stop() 슬드를 즉시 종료시킨다. - Deprecated

 

위 표에서 wait(), notify(), notifyAll() 은 Object 클래스의 메소드이고, 그 이외의 메소드는 Thread 클래스의 메소드입니다.

 

이번 글에서는 sleep(), yield(), join() 메소드에 대하여 알아 보도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

1. 주어진 시간동안 일시 정지(sleep())

 

   · Thread.sleep() 메소드를 호출한 스레드는 주어진 시간 동안 일시 정지 상태가 되고, 다시 실행 대기 상태로 돌아갑니다.

   · 매개값에는 얼마 동안 일시 정지 상태로 있을 것인지, 밀리세컨드(1/1000) 단위로 시간을 주면 됩니다. ex) Thread.sleep(3000); ->3초

   · 일시 정지 상태에서 주어진 시간이 되기 전에 interrupt() 메소드가 호출되면 InterruptedException이 발생하기 때문에

     예외 처리가 필요합니다.

 

 

 

다음은 sleep() 예제 입니다.

 

 

 

SleepExample.java - 3초 주기로 10번 비프음 발생

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package thread_state_control;
 
 
public class SleepExample {
 
    public static void main(String[] args) {
        Toolkit toolkit = Toolkit.getDefaultToolkit();
        for(int i=0; i<10; i++) {
            toolkit.beep();
            try {
                Thread.sleep(3000);    // 3초 동안 메인 스레드를 일시 정지 상태를 만듭니다.
            } catch(InterruptedException e) {
                
            }
        }
    }
}
 

 

실행해보면 정상적으로 소리가 3초 간격으로 10번 동안 나는 것을 확인 하실 수 있습니다.

 

 

 

 

 

2. 다른 스레드에게 실행 양보(yield())

 

   · yield()는 실행 되고 있는 스레드 주체가 혼자만 작동하지 않고, 다른 스레드가 실행 기회를 가질 수 있도록 해줍니다.

   · yield()는 sleep()과 함께 글의 마지막 부분에 제 나름대로의 설명을 추가하도록 하겠습니다.

 

 

다음은 yield()를 사용 했을 때의 스레드들의 상태 변화를 나타낸 것입니다.

 

[그림 2 - yield()로 인한 스레드의 상태 변화]

 

다음은 yield() 예제 입니다.

 

 

 

YieldExample.java - 스레드 실행 양보 예제

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package thread_state_control;
 
public class YieldExample {
 
    public static void main(String[] args) {
        ThreadA threadA = new ThreadA();
        ThreadB threadB = new ThreadB();
        // ThreadA, ThreadB 모두 실행
        threadA.start();
        threadB.start();
        
        try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) {}
        threadA.work = false;    // ThreadB만 실행
        
        try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) {}
        threadA.work = true;        // ThreadA, ThreadB 모두 실
        
        try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) {}
        // ThreadA, ThreadB 모두 종료
        threadA.stop = true;
        threadB.stop = true;
    }
}
 

 

ThreadA.java - 스레드 실행 양보 예제

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package thread_state_control;
 
public class ThreadA extends Thread {
 
    public boolean stop = false;
    public boolean work = true;
    
    @Override
    public void run() {
        while(!stop) {    // stop이 true가 되면 while문 종료
            if(work) {
                System.out.println("ThreadA 작업 내용");
            } else {
                Thread.yield();    // work가 false가 되면 다른 스레드에게 실행 양보
            }
        }
        System.out.println("ThreadA 종료");
    }
}
 

 

ThreadB.java - 스레드 실행 양보 예제 

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package thread_state_control;
 
public class ThreadB extends Thread {
 
    public boolean stop = false;
    public boolean work = true;
    
    @Override
    public void run() {
        while(!stop) {    // stop이 true가 되면 while문 종료
            if(work) {
                System.out.println("ThreadB 작업 내용");
            } else {
                Thread.yield();    // work가 false가 되면 다른 스레드에게 실행 양보
            }
        }
        System.out.println("ThreadB 종료");
    }
}
 

 

실행을 하게 되면 ThreadA와 ThreadB가 번갈아가며 실행이 되다가 yield()로 인하여 ThreadB가 더 많은 실행 기회를 가지게 되어서

ThreadB만 실행이 되는 상황이 나옵니다.

그러다 다시 ThreadA와 ThreadB가 번갈아가며 실행이 되면서 결국 마지막에 모든 스레드가 종료가 됩니다.

 

 

 

 

 

 

3. 다른 스레드의 종료를 기다림(join())

 

   · 스레드는 다른 스레드와 독립적으로 실행하는 것이 기본입니다.

   · 하지만 다른 스레드가 종료될 때까지 기다렸다가 실행해야 하는 경우가 발생할 수도 있습니다. 

   · join() 메소드는 sleep(), yield() 와 함께 마지막 부분에서 제 나름대로의 방식으로 설명을 추가하겠습니다.

 

 

다음 그림은 join()을 사용 했을 때의 스레드 상태를 나타낸 것입니다.

 

[그림 3 - join() 사용시 스레드의 상태]

 

 

다음은 yield()를 사용한 예제 입니다.

 

 

 

SumThread.java - 1부터 100까지 합을 계산하는 스레드

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package thread_state_control;
 
public class SumThread extends Thread {
 
    private long sum;
    
    public long getSum() {
        return sum;
    }
    
    public void setSum(long sum) {
        this.sum = sum;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        for(int i=1; i<=100; i++) {
            sum+=i;
        }
    }
}
 

 

JoinExample.java - 다른 스레드가 종료될 때까지 일시 정지 상태 유지

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package thread_state_control;
 
public class JoinExample {
 
    public static void main(String[] args) {
        SumThread sumThread = new SumThread();
        sumThread.start();
        
        try {
            sumThread.join();    // sumThread가 종료할 때까지 메인 스레드를 일시 정지시킴
        } catch(InterruptedException e) {
        }
        
        System.out.println("1~100 합: " + sumThread.getSum());
    }
}
 

 

join() 예제를 실행해 보시면 정상적으로 5050이 출력 되는 것을 확인 하실 수 있습니다.

하지만 JoinExample의 9 ~ 12 행인 try ~ catch 구문을 주석처리 하고 실행하면 0이 나오게 됩니다.

(교재에서는 컴퓨터 성능에 따라서 다른 값이 출력 될 수도 있다고 합니다. 저는 0이 나왔습니다.)

이러한 이유는 SumThread가 계산 작업을 완료하지 않은 상태에서 합을 먼저 출력하기 때문입니다.

 

이렇듯 sleep(), yield(), join()에 대하여 알아 보았습니다.

 

개인적으로 sleep() yield() join()이 다 비슷비슷 하게 느껴져서 헷갈리지만 제 나름대로의 생각은 다음과 같습니다.

 

1. sleep()의 예시

   - 혼자서 프린터를 사용하여 문서 1000장을 복사하는데 너무 지치니까 100장 마다 5분 씩 쉬고 다시 복사를 합니다.

2. yield()의 예시

   - 프린터를 사용하여 문서 1000장을 복사하는데 복사하는 도중, 다른 사람이 사용하려 하면 사용하도록 하고 자신은 잠시 쉽니다.

3. join()의 예시

   - 하나의 내용에 대한 문서가 2000장 입니다. 이 때, 1000장 씩 나눠서 역할을 분담 받았습니다.

     단, 2000장의 문서가 모두  모여야 내용이 완전해지고, 그렇지 않을 경우 의미 없고, 알 수 없는 내용의 문서가 되어 버립니다.

   - 결국 다른 사람이 담당하는 문서의 내용을 합하여 하나의 내용으로 만들어야 하기 때문에

     다른 사람이 담당하는 역할이 끝날 때까지 기다립니다.

 

대략 이런 식으로 sleep(), yield(), join()을 이해를 해 봤습니다. (정확한지는 모르겠습니다.)

피드백을 주시면 감사히 받겠습니다.

 

 

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