자바 - 스레드 간 통신
자바 프로그래머를 꿈꾸는 여러분을 환영합니다! 오늘, 자바에서 스레드 간 통신의 흥미로운 세계로 여러분과 함께 떠날 것입니다. 여러분의 친절한 이웃 컴퓨터 과학 교사로서, 이 fascinante 주제를 안내해 드리겠습니다. 그럼, 좋아하는 음료를 들고 편하게 앉아서, 같이 빠져나가죠!
스레드 간 통신이란 무엇인가요?
릴레이 레이스를 상상해 보세요. 여러분은 정확한 순간에 배트론을 동료에게 넘겨야 합니다. 이것이 바로 프로그래밍 세계에서 스레드 간 통신의 본질입니다. 자바 프로그램에서 다른 스레드들이 어떻게 서로에게 이야기하고, 작업을 조정하고, 정보를 공유하는지 보여줍니다.
스레드 간 통신의 중요성은 무엇인가요?
스레드 간 통신은 효율적이고 동기화된 프로그램을 만드는 데 중요합니다. 이를 없이, 우리의 스레드는 별도의 레이스에서 달리는 러너처럼 협력하거나 자원을 효과적으로 공유할 수 없게 됩니다.
스레드 간 통신에 사용되는 방법들
자바는 스레드 간 통신을 위한 여러 가지 방법을 제공합니다. 이를 편리한 표로 살펴보겠습니다:
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
| wait() | 현재 스레드를 다른 스레드가 notify()이나 notifyAll() 메서드를 호출할 때까지 기다리게 합니다 |
| notify() | 이 객체의 모니터를 기다리고 있는 단일 스레드를 깨웁니다 |
| notifyAll() | 이 객체의 모니터를 기다리고 있는 모든 스레드를 깨웁니다 |
이제, 이들을 자세히 살펴보고 어떻게 작동하는지 확인해 보겠습니다!
wait() 메서드
wait() 메서드는 스레드에게 "들어와, 누군가가 당겨줄 때까지 쉬자"라고 말하는 것과 같습니다. 이렇게 작동합니다:
synchronized(object) {
while(condition) {
object.wait();
}
}이 코드에서:
- 우리는 먼저 객체를 동기화하여 스레드 안전성을 보장합니다.
- while 루프에서 조건을 확인합니다.
- 조건이 참이면,
wait()를 호출하여 스레드를 일시 중지하고 알림을 기다립니다.
notify() 메서드
notify() 메서드는 기다리는 스레드에게 "깨어나! 이제 여러분 차례입니다"라고 말하는 것과 같습니다. 이렇게 사용합니다:
synchronized(object) {
// 조건을 변경합니다
condition = true;
object.notify();
}이 코드에서:
- wait() 호출과 같은 객체에 대해 동기화합니다.
- 기다리는 스레드가 확인하는 조건을 변경합니다.
-
notify()를 호출하여 하나의 기다리는 스레드를 깨웁니다.
notifyAll() 메서드
notifyAll() 메서드는 "모두 깨어나!"라고 외치는 것과 같습니다. 모든 기다리는 스레드를 알릴 때 사용됩니다. 예를 들어:
synchronized(object) {
// 조건을 변경합니다
condition = true;
object.notifyAll();
}이는 notify()와 유사하게 작동하지만, 하나의 기다리는 스레드 대신 모든 기다리는 스레드를 깨웁니다.
실제 세계 예제: 생산자-소비자 문제
이제 모든 것을 하나의 전통적인 예제로 모아보겠습니다: 생산자-소비자 문제. 한 사람(생산자)가 빵을 만들고, 다른 한 사람(소비자)가 그것을 판매하는 빵집을 상상해 보세요. 그들은 제한된 셀프 스페이스를 공유합니다.
자바에서 이를 구현하는 방법은 다음과 같습니다:
class Bakery {
private int breads = 0;
private final int CAPACITY = 5;
public synchronized void produceBread() throws InterruptedException {
while (breads == CAPACITY) {
System.out.println("Shelf is full! Baker is waiting...");
wait();
}
breads++;
System.out.println("Baker made a bread. Total: " + breads);
notify();
}
public synchronized void sellBread() throws InterruptedException {
while (breads == 0) {
System.out.println("No bread! Seller is waiting...");
wait();
}
breads--;
System.out.println("Sold a bread. Remaining: " + breads);
notify();
}
}
class Baker implements Runnable {
private Bakery bakery;
public Baker(Bakery bakery) {
this.bakery = bakery;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
bakery.produceBread();
Thread.sleep(1000); // 빵烘焙 시간
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
class Seller implements Runnable {
private Bakery bakery;
public Seller(Bakery bakery) {
this.bakery = bakery;
}
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
bakery.sellBread();
Thread.sleep(1500); // 판매 간 시간
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
public class BakeryDemo {
public static void main(String[] args) {
Bakery bakery = new Bakery();
Thread baker = new Thread(new Baker(bakery));
Thread seller = new Thread(new Seller(bakery));
baker.start();
seller.start();
}
}이를 살펴보겠습니다:
- 우리는
Bakery클래스를 통해 빵 재고를 관리합니다. -
produceBread()메서드는 빵을 만드는 baker를 나타냅니다. 셀프가 가득 차면 baker가 기다립니다. -
sellBread()메서드는 빵을 판매하는 seller를 나타냅니다. 빵이 없으면 seller가 기다립니다. - 조건이 적합하지 않을 때는
wait()를 사용합니다. - 생산이나 판매 후
notify()를 호출하여 다른 스레드를 알립니다. -
Baker와Seller클래스는 별도의 스레드에서 실행되며, 지속적으로 빵을 생산하거나 판매하려고 시도합니다.
이 프로그램을 실행하면 baker와 seller가 함께 작업하고, 필요할 때 기다리며, 서로에게 알릴 수 있도록 한다는 것을 볼 수 있습니다. 이는 잘 조정된 무도회와도 같습니다!
결론
그렇게, 여러분! 자바에서 스레드 간 통신의 세계를 여행했습니다. 우리는 wait(), notify(), notifyAll()을 사용하여 스레드가 어떻게 작업을 조정하는지 본 것입니다. 우리는 실제로 빵집을 구축하여 이 개념들을 실제로 본 것입니다!
기억해요, 우리의 빵집 예제처럼 좋은 스레드 간 통신은 균형과 조정에 있습니다. 그것은 언제 일하고, 언제 기다리고, 언제 다른 사람에게 시그널을 줄지를 아는 것입니다. 이를 마스터하면 효율적이고 잘 조정된 자바 프로그램을 만들기 위한 길이 열립니다.
계속 연습하고, 호기심을 유지하고, 즐거운 코딩하세요! 그리고 기억하세요, 프로그래밍과 인생에서도 좋은 소통이 성공의 열쇠입니다. 다음 번에 뵙겠습니다, 여러분의 친절한 이웃 컴퓨터 과학 교사로서 끝맺습니다!
Credits: Image by storyset