자바 - 재입 monitor

안녕하세요, 미래의 자바 마법사 여러분! 오늘 우리는 자바의 재입 모니터 세계로 흥미로운 여정을 떠납니다. 프로그래밍에 새로운 사람이라면 걱정하지 마세요 - 나는 당신의 친절한 안내자가 되어 단계별로 안내하겠습니다. 그럼 가상의 지팡이(키보드)를 잡고 함께 들어보겠습니다!

Java - Reentrant Monitor

재입 모니터는 무엇인가요?

자세한 내용에 들어가기 전에, 재입 모니터가 무엇인지 이해해 보겠습니다. 당신이 한 번에 한 사람만 들어갈 수 있는 마법의 도서관에 있다고 상상해 봅시다. 그런데 당신이 이미 그 섹션에 있다가 더 깊은 하위 섹션으로 들어가야 한다면 어떨까요? 재입 모니터는 그런 일을 가능하게 해주는 마법의 패스입니다 - 이미 있는 섹션에 다시 들어가는 것을 말이죠!

자바 용어로는, 재입 모니터는 이미琐을 소유하고 있는 스레드가 다시琐을 획득할 수 있도록 허용합니다. 마치 자신이 이미 있는 방에 다시 들어가는 것을 허락하는 것과 같습니다. 멋지죠?

재입 모니터가 필요한 이유는 무엇인가요?

"이 마법의 패스가 왜 필요하나요?"라는 의문이 들 수 있습니다. 다중 스레드의 세계에서 ( 여러 부분이 동시에 실행되는 프로그램에서) 자주 공유 자원을 보호해야 합니다. 재입 모니터는 이를 더 효율적으로 수행하는 데 도움을 줍니다, 특히 메서드가 다른 메서드를 호출하고 같은琐을 필요로 할 때 더욱 그렇습니다.

ReentrantLock 소개

자바는 ReentrantLock 클래스를 제공하여 재입 모니터를 구현할 수 있도록 합니다. 마법의 도서관 패스와 같은 코드 형태의东西입니다!

문법

다음은 ReentrantLock를 만들고 사용하는 방법입니다:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

//琐을 잡기
lock.lock();
try {
// 보호된 코드 여기에
} finally {
//琐을 풀기
lock.unlock();
}

이게 조금 두려울 수 있지만, 예제를 통해 설명해 보겠습니다!

재입琐 없는 다중 스레드

먼저 재입琐을 사용하지 않은 간단한 예제를 시작해 보겠습니다. 마법의 카운터를 여러 마법사(스레드)가 증가시키고자 하는 상황을 상상해 봅시다:

public class MagicalCounter {
private int count = 0;

public void increment() {
count++;
}

public int getCount() {
return count;
}
}

이제 이 카운터를 증가시키는 마법사 스레드를 만들어 보겠습니다:

public class WizardThread extends Thread {
private MagicalCounter counter;

public WizardThread(MagicalCounter counter) {
this.counter = counter;
}

public void run() {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
counter.increment();
}
}
}

public class MagicalCounterTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
MagicalCounter counter = new MagicalCounter();
WizardThread wizard1 = new WizardThread(counter);
WizardThread wizard2 = new WizardThread(counter);

wizard1.start();
wizard2.start();

wizard1.join();
wizard2.join();

System.out.println("최종 카운트: " + counter.getCount());
}
}

이를 실행하면, 최종 카운트가 2000(각 마법사에서 1000개의 증가)으로 예상할 수 있습니다. 하지만 놀라운 일이 일어납니다! 결과는 종종 2000보다 적습니다. 이는 우리의 마법사들이 서로의 발을 밟고 있기 때문입니다 - 동시에 카운터를 증가시키려고 하면서 증가가 누락되는 것입니다.

재입琐을 사용한 다중 스레드

이제 우리의 카운터에 재입琐의 마법을 뿌려보겠습니다:

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class MagicalCounterWithLock {
private int count = 0;
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

public void increment() {
lock.lock();
try {
count++;
} finally {
lock.unlock();
}
}

public int getCount() {
return count;
}
}

이를 설명해 보겠습니다:

우리는 ReentrantLock 객체 lock을 만듭니다.
increment 메서드에서琐을 잡고 카운터를 증가시킵니다.
try-finally 블록을 사용하여 예외가 발생해도琐을 풀 수 있도록 합니다.
증가 후琐을 풉니다.

이제 MagicalCounterWithLock을 사용한 WizardThread 테스트를 실행하면 항상 2000이 최종 카운트로 나타납니다. 우리의 마법사들은 이제 차례대로 잘 돌아갑니다!

재입琐의 정의

ReentrantLock에는 또 다른 기법이 있습니다. 공정성 매개변수를 설정할 수 있습니다:

ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

공정성을 true로 설정하면琐은 가장 오래 기다린 스레드에게 접근을 허용합니다. 마치 우리의 마법사들이 줄을 서서 차례대로 들어가는 것과 같습니다!

이를 사용하는 방법은 다음과 같습니다:

public class FairMagicalCounter {
private int count = 0;
private ReentrantLock fairLock = new ReentrantLock(true);

public void increment() {
fairLock.lock();
try {
count++;
} finally {
fairLock.unlock();
}
}

public int getCount() {
return count;
}
}

이렇게 하면 여러 마법사가 카운터를 증가시키기 위해 기다리고 있을 때, 가장 오래 기다린 마법사가 다음에 갈 수 있습니다.

결론

이제 우리는 자바의 재입 모니터 마법의 세계를 여행했습니다. 우리는 다중 스레드 환경에서 공유 자원을 관리하는 데 어떻게 도움을 주는지 확인했습니다. 우리의 마법 카운터(및 기타 공유 객체)가 올바르게 증가되도록 보장합니다.

마법사 여러분, 재입 모니터는 강력한 마법이지만, 지혜롭게 사용해야 합니다. 공유 자원에 대한 동시 접근을 관리하는 데 훌륭하지만, 과도한 사용은 성능 저하나 데드락(마법사들이 서로의琐을 기다리는 상황)을 초래할 수 있습니다.

이 마법(코드 예제)을 연습하면, 곧 다중 스레드 마법을 마스터하게 될 것입니다! 행복한 코딩을 하고, 여러 스레드가 항상 조화를 이루기를 바랍니다!

Credits: Image by storyset