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스레드 제어와 생명 주기

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<스레드의 제어와 생명 주기> 썸네일
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By Jisoo Oh
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스레드 제어와 생명 주기

스레드 기본 정보

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public class ThreadInfoMain {
    public static void main(String[] args) {
        Thread mainThread = Thread.currentThread();
        log("mainThread = " + mainThread);
        log("mainThread.threadId() = " + mainThread.threadId());
        log("mainThread.getName() = " + mainThread.getName());
        log("mainThread.getPriority() = " + mainThread.getPriority());
        log("mainThread.getThreadGroup() = " + mainThread.getThreadGroup());
        log("mainThread.getState() = " + mainThread.getState());

        Thread myThread = new Thread(new HelloRunnable(), "myThread");
        log("mainThread = " + myThread);
        log("mainThread.threadId() = " + myThread.threadId());
        log("mainThread.getName() = " + myThread.getName());
        log("mainThread.getPriority() = " + myThread.getPriority());
        log("mainThread.getThreadGroup() = " + myThread.getThreadGroup());
        log("mainThread.getState() = " + myThread.getState());
    }
}

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21:07:01.745 [     main] mainThread = Thread[#1,main,5,main] // 스레드 정보 출력
21:07:01.752 [     main] mainThread.threadId() = 1 // 스레드 아이디
21:07:01.752 [     main] mainThread.getName() = main // 스레드 이름
21:07:01.755 [     main] mainThread.getPriority() = 5 // 스레드 우선순위
21:07:01.755 [     main] mainThread.getThreadGroup() = java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10] // 스레드 그룹
21:07:01.755 [     main] mainThread.getState() = RUNNABLE // 스레드 상태
21:07:01.756 [     main] mainThread = Thread[#21,myThread,5,main]
21:07:01.756 [     main] mainThread.threadId() = 21
21:07:01.756 [     main] mainThread.getName() = myThread
21:07:01.757 [     main] mainThread.getPriority() = 5
21:07:01.757 [     main] mainThread.getThreadGroup() = java.lang.ThreadGroup[name=main,maxpri=10]
21:07:01.758 [     main] mainThread.getState() = NEW

스레드 출력

thread.toString() : 스레드 ID, 스레드 이름, 우선순위, 스레드 그룹을 반환한다.

스레드 아이디

thread id : 자바에서 자동 생성하여 부여한다. 또한 JVM 내에서 다른 스레드 아이디와 중복되지 않는다.

  • 스레드 아이디는 직접 설정하는 것이 불가능하다.

스레드 이름

name 스레드 이름. 설정하지 않으면 자동으로 부여되며, 이름은 중복될 수 있다.

스레드 우선순위

priority (default : 5) : 우선순위

  • setPriority() 메서드를 사용하여 1(가장 낮음)부터 10(가장 높음)까지 설정할 수 있으며 우선순위가 높을 수록 더 많이 실행된다.
  • 운영체제 스케줄링에 힌트를 주지만 우선순위가 높다고 항상 더 많이 실행되는 것은 아님. (운영체제마다 상이함)
  • 보통 운영체제에서 알아서 조정하기 때문에, 자바 백엔드 개발할 때 직접 조정하는 일은 거의 없음.

스레드 그룹

thread group : 스레드가 속한 그룹

  • 스레드 그룹은 스레드를 그룹화하여 관리할 수 있는 기능을 제공한다.
    • 기본적으로 모든 스레드는 부모 스레드와 동일한 스레드 그룹에 속하며, 특정 작업(예: 일괄 종료, 우선순위 설정 등)을 그룹단위로 수행할 수 있다.
  • 부모 스레드(Parent Thread): 새로운 스레드를 생성하는 스레드를 의미한다.
    스레드는 기본적으로 다른 스레드에 의해 생성된다. 이러한 생성 관계에서 새로 생성된 스레드는 생성한 스레드를 부모로 간주한다.
    • 예를 들어 myThread 는 main 스레드에 의해 생성되었으므로 main 스레드가 부모 스레드!
  • main 스레드는 기본으로 제공되는 main 스레드 그룹에 소속되어 있다. 따라서 myThread 도 부모 스레드인 main 스레드의 그룹인 main 스레드 그룹에 소속된다.

스레드의 현재 상태

state : 스레드의 현재 상태

  • NEW: 스레드가 아직 시작되지 않은 상태이다.
  • RUNNABLE: 스레드가 실행 중이거나 실행될 준비가 된 상태이다.
  • BLOCKED: 스레드가 동기화 락을 기다리는 상태이다.
  • WAITING: 스레드가 다른 스레드의 특정 작업이 완료되기를 기다리는 상태이다.
  • TIMED_WAITING: 일정 시간 동안 기다리는 상태이다.
  • TERMINATED: 스레드가 실행을 마친 상태이다.

스레드의 생명 주기

img 스레드의 상태

자바에서 스레드의 일시 중지 상태(Suspended State)라는 상태는 없다. 스레드가 기다리는 상태들을 묶어서 쉽게 설명하기 위해 사용한 용어임!

NEW 새로운 상태 : 생성되었으나, 시작되지 않은 상태
Runnable 실행 가능한 상태 : 실행 중이거나 실행될 준비가 된 상태
일시 중지 상태
(Suspended State)		Blocked 차단 상태 : 동기화 락을 기다리는 상태
Waiting 대기 상태 : 다른 스레드의 작업을 무기한으로 기다리는 상태
Time Waiting 시간 제한 대기 상태: 일정 시간 동안 다른 스레드의 작업을 기다리는 상태
Terminated 종료 상태: 실행이 완료된 상태

New 새로운 상태

생성되고 아직 시작되지 않은 상태

  • 이 상태에서는 Thread 객체가 생성되지만, start() 메서드가 호출되지 않은 상태

Runnable 실행 가능 상태 (실행 상태)

스레드가 실행될 준비가 된 상태. 이 상태에서 스레드는 실제로 CPU에서 실행될 수 있다.

  • start() 메서드가 호출되었을 때

Runnable 상태에 있는 스레드가 모두 동시에 실행되는 것이 아니다. 스케줄러의 실행 대기열에 포함되어 있다가 차례대로 CPU에서 실행한다.

  • 운영체제의 스케줄러의 실행 대기열에 있는 상태와 현재 실행되고 있는 상태 모두 RUNNABLE 상태이다.
    • 자바에서 이 두 상태를 구분할 수는 없다.

Blocked 차단 상태

스레드가 다른 스레드에 의해 동기화 락을 얻기 위해 기다리는 상태이다.

  • 예를 들어, synchronized 블록에 진입하기 위해 락을 얻어야 하는 경우 이 상태에 들어간다.

Waiting 대기 상태

스레드가 다른 스레드의 특정 작업이 완료되기를 무기한 기다리는 상태이다.

  • wait() , join() 메서드가 호출될 때

스레드는 다른 스레드가 notify() 또는 notifyAll() 메서드를 호출하거나, join() 이 완료될 때까지 기다린다.

Timed Waiting (시간 제한 대기 상태)

스레드가 특정 시간 동안 다른 스레드의 작업이 완료되기를 기다리는 상태이다.

  • sleep(long millis) , wait(long timeout) , join(long millis) 메서드가 호출될 때

주어진 시간이 경과하거나 다른 스레드가 해당 스레드를 깨우면 이 상태에서 벗어난다.

Terminated (종료 상태)

스레드의 실행이 완료된 상태이다.

  • 스레드가 정상적으로 종료되었거나 예외가 발생하여 종료된 경우
  • 스레드는 한 번 종료되면 다시 시작할 수 없다.

코드

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package thread.control;

import static util.MyLogger.log;

public class ThreadStateMain {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread myThread = new Thread(new MyRunnable(), "myThread");
        log("myThread.state1 = " + myThread.getState()); // NEW
        log("myThread.start()");
        myThread.start();
        Thread.sleep(1000);
        // myThread TIMED_WAITING 상태 -> 자신의 상태 출력 불가능
        // main 스레드에서 상태를 출력
        log("myThread.state3 = " + myThread.getState()); // TIMED_WAITING
        Thread.sleep(4000);
        log("myThread.state5 = " + myThread.getState()); // TERMINATED
        log("end");
    }

    static class MyRunnable implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            try {
                log("start");
                log("myThread.state2 = " + Thread.currentThread().getState()); // RUNNABLE
                log("sleep() start");
                Thread.sleep(3000);
                log("sleep() end");
                log("myThread.state4 = " + Thread.currentThread().getState()); // RUNNABLE
                log("end");
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
}

소스코드

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22:56:54.248 [     main] myThread.state1 = NEW
22:56:54.251 [     main] myThread.start()
22:56:54.251 [ myThread] start
22:56:54.252 [ myThread] myThread.state2 = RUNNABLE
22:56:54.252 [ myThread] sleep() start
22:56:55.257 [     main] myThread.state3 = TIMED_WAITING
22:56:57.257 [ myThread] sleep() end
22:56:57.259 [ myThread] myThread.state4 = RUNNABLE
22:56:57.259 [ myThread] end
22:56:59.260 [     main] myThread.state5 = TERMINATED
22:56:59.261 [     main] end

실행 결과

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22:56:55.257 [     main] myThread.state3 = TIMED_WAITING

위와 같이 main에서 myThread의 상태를 찍은 이유는 무엇일까?

  • myThread는 sleep()때문에 TIMED_WAITING 상태이다.
    따라서 다음과 같이 myThread에서 sleep() 이후 상태를 출력하고자 하면, TIMED_WAITING 상태에선 대기 상태이기 때문에 출력이 불가능하고, 출력 결과는 이후에 대기 상태가 끝난 뒤 RUNNABLE 상태에서 상태를 출력하므로, 정확한 상태 출력이 불가능하다.
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      log("sleep() start");
  Thread.sleep(3000);
  log("myThread.state3 = " + Thread.currentThread().getState()); // RUNNABLE 이 출력됨.
  log("sleep() end");

체크 예외 재정의

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 public interface Runnable {
     void run();
}

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이 포스트는 “김영한의 실전 자바 - 고급 1편, 멀티스레드와 동시성” 강의를 듣고 작성하였습니다!
실습에 사용된 모든 코드는 이곳에서 확인할 수 있습니다.

Java, Thread
java thread lifecycle
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