모두의 관심사

자바는 대규모 프로젝트에서 가장 많이 사용하는 언어 중 하나입니다. 이는 자바가 강력한 기능과 높은 성능을 제공하기 때문입니다. 그 중에서도 CompletableFuture와 Thread Pool은 자바에서 비동기 처리를 구현하기 위한 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 이번 글에서는 CompletableFuture와 Thread Pool을 조합하여 비동기 처리를 하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

Java CompletableFuture란?

Java CompletableFuture는 비동기적인 결과를 반환하는 클래스입니다. 이 클래스는 Future 인터페이스를 확장하며, 비동기적인 작업이 완료될 때까지 기다린 후 결과를 반환합니다. CompletableFuture를 사용하면 비동기적인 작업을 동기적으로 처리할 수 있습니다.

Thread Pool의 개념과 사용 방법

Thread Pool은 Thread 객체를 미리 만들어 놓은 후, 작업이 들어오면 Thread Pool에서 Thread를 가져와서 작업을 처리하는 방식입니다. 이는 Thread를 계속 생성하고 삭제하는 것보다 효율적으로 작업을 처리할 수 있습니다. Thread Pool은 Executor 인터페이스를 기반으로 작동합니다.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

위의 예제 코드에서는 10개의 Thread를 가진 Thread Pool을 생성합니다. 이 Thread Pool은 작업이 들어올 때마다 Thread를 만들지 않고, 10개의 Thread를 미리 만들어 놓고 작업을 처리합니다.

CompletableFuture와 Thread Pool을 조합하는 이유

CompletableFuture와 Thread Pool을 조합하면, CompletableFuture가 비동기적으로 작업을 처리할 때, 자동으로 Thread Pool에서 Thread를 가져와 작업을 처리할 수 있습니다. 이는 자원을 효율적으로 사용하면서도 빠른 작업 처리를 가능하게 합니다.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // 비동기적인 작업 처리
}, executor);

위의 예제 코드에서는 Thread Pool을 생성한 후, CompletableFuture.runAsync() 메서드를 사용하여 비동기적인 작업을 처리합니다. 이 때, 두 번째 인자로 Thread Pool을 전달하여 작업을 처리합니다.

비동기 처리 기법으로 성능 향상하기

CompletableFuture와 Thread Pool을 조합하여 비동기적인 작업 처리를 구현하면 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이는 비동기적으로 작업을 처리할 때, Thread Pool에서 Thread를 가져와서 작업을 처리하기 때문에 자원을 효율적으로 사용하면서도 빠른 작업 처리가 가능합니다.

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
CompletableFuture future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
    // 비동기적인 작업 처리
    return 1;
}, executor);

위의 예제 코드에서는 Thread Pool을 생성한 후, CompletableFuture.supplyAsync() 메서드를 사용하여 비동기적인 작업을 처리합니다. 이 때, 두 번째 인자로 Thread Pool을 전달하여 작업을 처리하고, 결과를 Integer 객체로 반환합니다.

CompletableFuture와 Thread Pool을 조합하여 비동기적인 작업을 처리하는 방법에 대해 알아보았습니다. 이를 통해 자원을 효율적으로 사용하면서도 빠른 작업 처리를 가능하게 할 수 있습니다. 이러한 비동기 처리 기법은 대규모 프로젝트에서 성능을 향상시키는 중요한 방법 중 하나입니다.

Reference : Java CompletableFuture와 Thread Pool의 조합을 통한 비동기 처리 기법

Java Thread Pool의 데드락과 교착 상태 해결 방법

자바 스레드 풀은 멀티 스레드 애플리케이션에서 동시성을 관리하는 데 유용한 기술입니다. 그러나 이 기술은 데드락이나 교착 상태와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 글에서는 이러한 문제점과 해결 방법에 대해 알아보도록 하겠습니다.

Java Thread Pool이란?

자바 스레드 풀은 스레드를 관리하고 재사용하는 기술입니다. 이를 통해 애플리케이션의 동시성을 쉽게 관리할 수 있습니다. 스레드 풀은 Executor Framework의 ExecutorService를 사용하여 구현됩니다.

데드락과 교착 상태: 문제점과 원인

스레드 풀에서 데드락과 교착 상태는 매우 심각한 문제입니다. 데드락은 두 개 이상의 스레드가 서로를 기다리며 아무것도 진행하지 못하는 상태를 의미합니다. 교착 상태는 데드락과 유사하지만, 스레드가 서로를 기다리는 대신 다른 리소스를 기다리게 됩니다.

데드락과 교착 상태는 스레드 풀에서 발생하는 이유는 다양합니다. 예를 들어, 스레드 풀에서 스레드가 서로에게 의존하는 작업을 수행할 때 발생할 수 있습니다. 또는 스레드 풀의 큐가 가득 찬 상태에서 새로운 작업이 들어오면 발생할 수 있습니다.

해결 방법: ReentrantLock, Semaphore, ThreadLocal 등

스레드 풀에서 데드락과 교착 상태를 해결하는 가장 일반적인 방법은 ReentrantLock, Semaphore, ThreadLocal 등의 동기화 기술을 사용하는 것입니다. ReentrantLock은 재진입이 가능한 락을 제공하여 여러 스레드가 동시에 접근할 수 있는 기능을 제공합니다. Semaphore는 스레드가 작업을 수행하기 전에 다른 스레드가 끝날 때까지 기다리도록 하는 기능을 제공합니다. ThreadLocal은 스레드별로 자원을 할당하고 관리하는 기능을 제공합니다.

Thread Pool 최적화: 작업 크기 조절, ExecutorService 활용 등

스레드 풀에서 데드락과 교착 상태를 해결하는 것 외에도, 최적화하는 것도 매우 중요합니다. 작업 크기를 조절하거나 ExecutorService를 활용하여 스레드 풀의 동작을 제어할 수 있습니다. 예를 들어, ExecutorService의 submit() 메소드를 사용하여 작업을 제출할 수 있으며, get() 메소드를 사용하여 작업의 결과를 얻을 수 있습니다.

코드 예시

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

Future future = executorService.submit(() -> {
    // do some work
    return "result";
});

String result = future.get();

이를 통해 스레드 풀의 작업 실행과 결과 처리를 쉽게 관리할 수 있습니다.

스레드 풀은 멀티 스레드 애플리케이션에서 매우 중요한 역할을 합니다. 그러나 이 기술에서 발생하는 데드락과 교착 상태는 매우 심각한 문제입니다. 이 문제를 해결하기 위해 ReentrantLock, Semaphore, ThreadLocal 등의 동기화 기술을 사용하고, 최적화를 위해 작업 크기를 조절하거나 ExecutorService를 활용하는 것이 중요합니다. 이를 통해 안정적인 멀티 스레드 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.

Reference : Java Thread Pool의 데드락과 교착 상태 해결 방법