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이번에는 스레드 상태에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

스레드 프로그래밍을 진행하다보면 동기화/비동기화 뿐만 아니라 스레드의 행동을 직접 제어해야 할 경우가 생깁니다.

1000장의 문서를 복사해야한다고 가정합니다.

공유된 프린터는 1개 밖에 없는데, 이 때 1000장을 전부 복사하는 동안 혼자서 쓸 수 없을 겁니다.

다른 사람들도 프린터를 사용해야 하는 경우가 분명 생길거에요.

그럴 때, 100장씩 복사를 하도록 하고, 그 때마다 다른 사람들이 사용하도록 통제할 수도 있을거에요.

이처럼 스레드도 상태를 제어해야 할 필요성이 있는데, 제어를 하기 전에 해당 스레드의 상태를 알아야 합니다.

그러기 위해서는 getState() 메서드를 사용하여 상태를 확인합니다.

□ 스레드 상태

    · 스레드는 start() 하게 되면 일반적으로 다음과 같은 상태로 진행 됩니다.

    · 경우에 따라서 스레드는 실행 상태에서 실행 대기 상태로 가지 않을 수도 있습니다.

    · 실행 상태에서 일시 정지 상태로 가기도 하는데, 일시 정지 상태는 스레드가 실행할 수 없는 상태입니다.

    · 스레드가 다시 실행 상태로 가기 위해서는 일시 정지 상태에서 실행 대기 상태로 가야합니다.

이처럼 프로그래밍 하면서 스레드의 상태를 알 수 있도록 해주는 메소드는 getState() 입니다.

getState()의 스레드 상태에 따른 Thread.State 열거 상수가 있는데 열거 상수는 다음의 표와 같습니다.

이제 프로그래밍을 통해 스레드의 상태를 직접 확인해 봅시다.

이 예제는 스레드의 상태를 출력해주며, 생성자 매개값으로 받은 타겟 스레드의 상태를 0.5초 주기로 출력 해주는 클래스 입니다.

StatePrintThread.java - 타겟 스레드의 상태를 출력하는 스레드

package thread_state;

public class StatePrintThread extends Thread {

	private Thread targetThread;
	
	public StatePrintThread(Thread targetThread) {
		this.targetThread = targetThread;
	}
	
	@Override
	public void run() {
		while(true) {
			Thread.State state = targetThread.getState();	// 스레드 상태 얻기
			System.out.println("타겟 스레드 상태: " + state);
			
			// 객체 생성 상태일 경우 실행 대기 상태로 만듬
			if(state == Thread.State.NEW) {
				targetThread.start();
			}
			
			// 종료 상태일 경우 while문을 종료함
			if(state == Thread.State.TERMINATED) {
				break;
			}
			try {
				Thread.sleep(500);
			} catch(Exception e) {}
		}
	}
}

다음은 타겟 스레드 클래스입니다.

10억 번 루핑을 돌게 해서 RUNNABLE 상태를 유지하고, sleep() 메소드를 호출해서 1.5초간 TIMED_WAITING 상태를 유지합니다.

또한 다시 10억 번 루핑을 돌게 해서 RUNNABLE 상태를 유지합니다.

TargetThread.java - 타겟 스레드

package thread_state;

public class TargetThread extends Thread {

	@Override
	public void run() {
		for(long i=0; i<1000000000; i++) {}
		
		try {
			Thread.sleep(1500);
		} catch(Exception e) {}
		
		for(long i=0; i<1000000000; i++) {}
	}
}

TargetThread가 객체로 생성되면 NEW 상태를 가지고, run() 메소드가 종료되면 TERMINATED 상태가 되므로 결국 다음과 같은 상태로 변합니다.

NEW -> RUNNABLE -> TIMED_WAITING -> RUNNABLE -> TERMINATED

다음은 StatePrintThread를 생성해서 매개값으로 전달받은 TargetThread의 상태를 출력하는 클래스입니다.

ThreadStateExample.java - 실행 클래스

package thread_state;

public class ThreadStateExample {

	public static void main(String[] args) {
		StatePrintThread statePrintThread = 
				new StatePrintThread(new TargetThread());
		statePrintThread.start();
	}
}

실행을 하면

타겟 스레드 상태: NEW

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: TERMINATED

이와 같은 실행 결과를 확인할 수 있다.. 고 이것이 자바다에 나와 있습니다.

저는 다음과 같은 상태변화만 확인할 수 있었습니다.

타겟 스레드 상태: NEW

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: TIMED_WAITING

타겟 스레드 상태: RUNNABLE

타겟 스레드 상태: TERMINATED

제가 자세하게 안다면 이와 같은 현상에 대해서 자세하게 알 수 있을텐데 아직 많이 부족하여 잘 모르겠네요..

첫 번째 10억 번 루핑도는 부분에서 상태가 잡히지 않는 것 같습니다.

출력을 찍어보면 정상적으로 되는 것 같은데 해당 상태가 RUNNABLE이 맞다고 생각하는데 첫 번째 루핑 넘어간 다음 sleep()으로 바로 넘어가서 TIMED_WAITING이 출력되네요.

시스템 환경을 다양하게해서 확인해 봐야 할 것 같습니다.

안녕하세요 활짝웃자입니다.

Java / HTML5 / CSS / JSP / Spring / DataBase : Postgresql / Apache Tomcat을 모두 사용하게 되어서

기본 문법만 하고 프로그래밍 했었는데 필요하게 된 부분들이 많아져서 글을 작성하게 되었습니다.

이것이 자바다 교재를 사용하여 진행하였습니다.

총 2권으로 나누어져 있는데, 1권은 기본 문법 + Java에서 자주 사용되는 API등을 다루는 내용입니다.

2권은 멀티스레드, 제네릭, 람다식, 컬렉션 프레임워크, 스트림과 병렬 처리, 네티워킹 등 기본 문법을 숙지 후, 개발 업무 시 자주 사용되는 부분을 설명하는 내용입니다.

Java 게시글은 다음과 같은 방식으로 진행 됩니다.

1. 이것이 자바다 교재가 아니어도 Java 기본 문법을 알고 계신다고 생각하며 진행합니다.

2. 모든 내용을 다루지는 않을 것이며 참고한 부분은 분명하게 출처를 밝히면서 진행합니다.

멀티태스킹은 두 가지 이상의 작업을 동시에 처리하는 것입니다.

이때 사용되는 방법 중 하나인 멀티 스레드가 있습니다.

멀티스레드에서 동기화, 비동기화의 개념이 존재 하는데 해당 개념은 다음의 출처를 통해 확인해 주시기 바랍니다.

Synchronous(동기) vs Asynchronous(비동기)

동기화를 실험해 보기 위해 비동기를 먼저 확인해 보도록 합시다.

Calculator.java - 공유객체

User2.java - User2 스레드

MainThreadExample.java - 메인 스레드가 실행하는 코드

MainThreadExample.java를 실행하면 다음과 같은 결과를 확인 하실 수 있습니다.

User1: 50

User2: 50

위와 같이 동시에 실행하는 것만 생각하고, 공유가 되면 안 되는 부분을 해결하기 위해 synchronized를 사용합니다.

MainThreadExample, User1, User2는 동일하므로 Calculator만 수정합니다.

수정된 Calculator.java

Calculator.java를 위와 같이 수정해 주시고, 실행하시면 다음과 같이

User1: 100

User2: 50

동시에 실행을 하지만 공유가 되지 않은 결과가 출력되는 것을 확인하실 수 있습니다.

소개해드린 예제는 이것이 자바다에 있습니다!

동시에 실행은 해야 하지만 공유가 되면 안 되는 동기화 프로그래밍을 해야 되는 경우가 의외로 많습니다.

제가 진행했던 개인 프로젝트 중 Java를 사용한 간단한 Hash비교 기능과 랜섬웨어에 의하여 암호화된 파일들을 복호화 해주는 백신 아닌 백신을 제작하였었는데, 당시 빠른검사, 정밀검사 기능을 제작하던 중, GUI에서 Progress Bar를 사용하여 검사 중인 파일의 경로 + 파일명, 진행상태 표시를 위한 Progress Bar 를 실행하니 실시간으로 진행되는 파일명 출력과 게이지가 차지를 않고, 검사 종료 후, 맨 마지막에 검사한 파일의 파일명만 출력되고, 게이지 또한 공백 상태에서 꽉찬 게이지 형식으로 변경이 되었었습니다.

당시 pannel thread와 검사 thread 간의 임계영역 간섭 문제였던걸로 생각이 들어서 검사 thread에 synchronized를 적용하니 정상적으로 일반 백신처럼 진행되는 것을 확인 할 수 있었습니다.

모든 상황이 저와 같지는 않으시겠지만 굉장히 다양한 경우가 많으니 검색등을 통하여 알아보시기 바랍니다!