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| 제목 | [Java] 쓰레드 #1 1998/12/03 (17:31) |
| 이름 | 김효원 |
| 번호 | 56 |
| 조회 | 987 |
| 본문 |
우선 쓰레드의 사전적인 의미가 궁금하실텐데요. 찾아보니 실, 실타래등등이더군요. 알렉산더 대왕이 어느 지방을 원정중에 꼬인 실타래를 풀수 있으면 세계의 제왕이 된다는 말에 혹해 실타래를 칼로 자르고, 풀었다는 이야기가 전해질 정도로 쓰레드에 대한 역사는 길다고 볼 수 있죠(농담) 그럼 우리도 알렉산더 대왕처럼 실타래를 끊어버리는 과감성으로 자바를 통해 세계를 정복하기 위해 자바의 실타래인 쓰레드와 멀티쓰레드를 알아보도록 하죠. 1. 쓰레드와 멀티쓰레드 우리가 살고 있는 세계가 점점 더 복잡해져 가고 있지요. 신세 대라고 불리는 젊은 층은 한번에 하나의 일을 하는 것을 싫어 하는 데 대충 그 모습을 보면, 한쪽 귀에는 이어폰을 꼽고, 컴퓨터 앞에 앉아 오락을 하며, 가끔씩 만화책을 쳐다 보고, 옆에 있는 친구와 이야기를 하며, 어머니가 들어오시지는 않을까 노심초사, 문이 열리 는가 주시하게 되지요. 기성세대들은 신세대들이 세상을 살아가는 방식을 이해하지 못하며, 우리를 둘러 싸고 있는 세상의 모습을 이 해하지 못한다고 할 수 있죠. 물론 신세대가 기성세대를 이해 못하 는 것도 있지만. 온통 잡동사니 정보 투성이인 신문과 방송, 항상 새로워지는 음악, 즐거움이 가득한 컴퓨터 오락등등 !! 이런 모든 것을 한번에 하나씩 받아들이거나 즐기기에는 너무 시간이 부족하 며, 시간이 지나고 나면 아무런 쓸모가 없다는 것도 이해 해주지 못 하는 어르신들. 인간의 감각은 본질적으로 멀티미디어 지향적이다는 것은 누 구나 다 아는 사실일뿐더러, 하나의 감각이라도 균형을 맞추지 않 으면, 감각의 평형이 무너지고 안정을 찾지 못하고 안절부절하게 되 죠. 이렇게되면 정서적 불안까지 몰고가 심각한 정신적인 질병을 앓 게 할 우려도 있고... 우리는 무엇인가를 뚜렷히 바라보면서도 주위 에서 야구공이 날라오는 것을 인식할 수 있으며, 바하나 모짜르트의 음악을 들으면서, 친구와 대화를 할수 있는데, 아주 놀라운 능력이 지요. 그렇지 못하면, 다방과 카페에서 흘러나오는 음악은 전부다 대화를 가로막는 장벽일 뿐인데도, 여전히 터보의 검은 고양이 등의 음악은 계속되고 있다. 컴퓨터로 구현하는 프로그램도 역시 마찬가지입다. 사람들은 컴퓨터를 이용해 음악을 전송받아 스피커를 통해 흘러 나오게 하고, 한쪽에서 화면을 스크롤해서 원하는 단어나 문장을 찾으며, 한쪽에 서는 새로운 파일을 FTP를 이용하여 전송받기를 바라지요. 저만 그 럴수도 있지만, 조금만 자신이 파워 유저라고 생각하는 분들은 다들 저처럼 느낄 것입니다. 이러한 작업이 여러개의 작업으로 나뉘어져 있는 것보다는 단일한 작업에서 여러개가 동시에 수행되기를 바라 는 것이다. 자바는 인간의 멀티미디어 지향적인 특성을 반영하기 위 해 쓰레드라는 개념을 도입하여, 멀티쓰레드를 통해 최종적으로 완 성한다. 멀티쓰레드를 이용하지 않는 자바프로그램은 자바가 제공하 는 가히 혁명적인 환경을 포기하는 것이나 다름없다. 쓰레드와 멀티 쓰레드에 대해서 천천히 알아보도록 하겠습니다. 1.1. 태스킹과 멀티태스킹 자바에서는 난데없이 쓰레드(Thread)를 사용한다. 이 쓰레드를 이용하면, 멀티쓰레딩을 이용할 수가 있다고 하는데, JDK에 삽입되 어 있는, Sort 예제를 보면, 멀티쓰레드에 대해 놀라움을 금할 수가 없다. 혹시 멀티쓰레딩이 멀티태스킹(MultiTasking)을 자바에서 다 르게 부르는 것이 아닌가 하는 의구심이 들것이다. 그러나 멀티태스 킹은 여러가지 작업을 동시에 수행하는 것이며 대표적인 예가 윈도 우즈3.1이 될 것이다. 윈도우를 실행시키고 워드를 통해 문서를 작 성하고, 한편으로는 네트스케이프를 띄워놓고서 인터넷을 항해할 수 있는 작업방법이다. 멀티쓰레딩은 하나의 작업을 실행시키면, 그안 에 여러개의 쓰레드가 각기 주어진 일을 하는 것이다. 차이는 실행 되는 실행단위가 하나인가 여러개인가로 모아지게 된다. 전통적인 C에서는 단일한 실행흐름을 갖는 프로그램외에는 만 들 수 없었다. 물론 화면상으로는 여러개의 프로그램이 동작하는 것 처럼 보이게 할 수 있을런지는 몰라도, 그것은 덧작업이라고 불리는 단일한 프로그램의 흐름이었다. 이를 위해 프로그래머는 가능한 모 든 일을 생각하여 프로그램을 해야 했다. 이런 문제는 도스라고 불 리는 반쪽짜리 운영체제때문에 벌어진 필연적인 결과이기도 했다. 그러나 윈도우즈가 GUI환경을 도입해 성공하기는 했지만, 시분 할 방식을 이용한 타임슬라이스(Time Slice)를 통해 멀티태스킹을 흉내내는데 그치고 말았다. 하나의 작업이 데드락에 걸리게 되면, 어쩔 수 없이 리부팅해야 하는 비선점형(Non-preEmpty)방식이었기 에 그렇게 좋은 것은 아니었다. 윈도우즈NT로 윈도우즈가 진화하면 서, 선점형 멀티태스킹을 지원함으로써, 중간에 하나의 작업이 멈춘 다고 해도 그 작업에 할당된 프로세스를 제거함으로써 데드락을 막 을 수가 있었다. 1.2. 쓰레드 쓰레드란 무엇인가 ? 먼저 SUN에서 만든 자바문서에 나온 정 의를 보도록 하자. 정의 : 쓰레드는 프로그램안에서 단일한 연속적인 제어의 흐름 이다. (Definition : A Thread is a single sequential flow of control within a progrom.) 물론 이 한줄의 정의를 통해 쓰레드가 무엇인지 알기는 힘들다. 우선 기존의 프로그램 방식인 연속적인 프로그램(Sequential Program)과의 차이를 통해 쓰레드에 대해 알아보자. 기존의 프로그 램들은 단일한 작업을 하는 것이다. 물론 프로그램의 크기가 크고 한 프로그램안에 여러개의 작업들이 들어 있는 경우도 있지만, 우리 의 관점은 프로그램의 시작과 끝이 하나이고, 흐름도 하나라는 것이 다. 즉 숫자를 입력받아 계산하는 프로그램이면, ①프로그램이 시작 하고 ②숫자를 입력받고 ③입력받은 숫자가 적합한가를 판단하고 ④숫자를 출력하거나 메시지를 출력하고 ⑤프로그램을 종료하는 여 러개의 과정들이 들어 있는 단일한 작업인 것이다. 그럼 쓰레드와는 어떤 차이가 있는 것일까 ? 불행하게도 단일한(Single) 쓰레드는 위에서 언급된 기존의 프로 그램들과 어떤 차이점도 찾을 수가 없다. 단일한 쓰레드 또한 시작 과 끝을 가지고 있고, 프로그램상의 하나의 지점에서 실행되고 있는 것이기 때문이다. 아무 것도 다른 바가 없다니 !! 단일한(Single) 쓰레드와 연속 적인 프로그램(Sequential Program)과는 아무런 차이가 없다. 그러 나 멀티쓰레드(MultiThread)와는 분명히 차이가 있다. 단일한 쓰레 드는 멀티쓰레드를 구현하기 위한 중요한 기본적인 객체이다. 단일 한 쓰레들는 멀티쓰레드화 될때 매우 중요하게 다루어진다. 그럼 예 제를 통해서, 과연 쓰레드가 무엇인지 알아보도록하자. 1.3. 멀티쓰레드 첫번째 예제 - 과감히 고백할 것인가 말것인가 ? 첫사랑의 기억은 아련하다. 누구나 첫사랑의 기억을 간직하며 평생을 그리워할 것이다. 사랑에 눈이 떠진 어느 날인가 무심코 짚 어든 장미꽃 꽃잎을 하나 둘 씩 뜯어내며, 과연 상대방도 또한 자신 을 사랑하는가에 대해 꽃점을 보기도 한다. 그러면서 떳떳이 고백할 수 없는 자신이 안쓰럽게 생각하며, 용기가 없는 자신에게 장미꽃잎 을 빌어 용기를 붇돋우려고 하지만, 결과야 항상 자신이 마음먹고 있던데로 되던 쓰라린 기억을……. 그래서 용기있는 자가 미인을 얻 는다고 하지 않던가 ? 멀티쓰레드가 과연 어떤 것인가를 살펴보기 위해 여기서는 첫사 랑을 고백하기 위한 순수함으로 돌아가고자 한다. 준비된 시나리오 는 다음과 같다. 첫사랑을 고백하기 위한 자바 멀티쓰레드 예제의 시나리오 준비물 : 장미 한송이 가 정 : 당신이 사랑하는 사람도 당신을 사랑하는가를 꽃점을 통해서 확인해 본다. ① 첫번째 쓰레드 - 당신을 사랑한다. 당장 달려가 사 랑을 고백하자. ② 두번째 쓰레드 - 당신은 좀더 기다려야 한다. ③ 세번째 쓰레드 - 당신을 사랑하지 않는다. 일찌감치 포기하라 조 건 : ① 꽃잎은 30개 이며, ② 각 쓰레드는 동시에 실행되며 ③ 각 쓰레드는 random() 메쏘드에 발생된 값만큼 쓰 레드를 쉬게 한다. 결 과 : 가장 마지막에 출력된 쓰레드의 결과를 따른다. 사랑은 참는 것이라고 하던가 ? 준비된 시나리오가 맘에 안드는 분들도 계시겠지만, 아무튼 이 만하면 당신이 사랑하는 사람에게 사랑을 고백하는 멀티쓰레드 예 제로는 충분할 것이다. 그럼 이 시나리오를 자바클래스로 구현한 예 제를 살펴보자. 첫번째 살펴볼 예제는 장미꽃으로 꽃점을 보는 클래스를 생성해 주는 RoseThread.java이다. // RoseThread.java 01: import java.util.Date ; 02: 03: class RoseThread extends Thread { 04: 05: String Result="" ; 06: public RoseThread(String str) { 07: super(str) ; 08: } // end RoseThread() 09: 10: public void run() { 11: Date current= new Date() ; 12: for(int i=0;i<10;i++) { 13: System.out.println(i+" "+ getName() + " " + current.getSeconds() ) ; 14: try { 15: sleep( (int)(Math.random() * 1000)) ; 16: } catch (InterruptedException e) {} 17: } // end for 18: 19: Result = getName(); 20: System.out.println("선택!! => "+ Result ) ; 21: } // end run() 22: 23: } // end all 첫번째 RoseThread.java를 설명하자면 다음과 같다. ① 1줄의 import 문장은 Date라는 클래스를 import하기위해서 사용되는 것은 누구나 알겠지만, 그 용도는 13줄의 current.getSecond()에서 현재 실행되고 있는 쓰레드의 현재 시각을 초단위로 알려주기 위해서이다. 그래야만, 진짜로 멀티쓰레드가 어 떤 것인지를 알 수 있기 때문이다. ② 3줄의 extends Thread를 주목하자. RoseThread 클래스는 Thread클래스로부터 확장된(상속받은) 클래스이다. 따라서 Thread 클래스의 인스탄스변수와 메쏘드를 다 사용할 수 있게 되는 것이다. ③ ①에서 RoseThread가 Thread에서 상속받았다고 했으니, 당 연히 super클래스는 Thread가 될 것이고, 7번째 줄의 super(string) 은 Thread클래스의 컨스트럭터 Thread(String str)을 호출하여 Thread를 생성하는 것이 된다. ④ 10번째 줄의 run()은 Thread의 심장부라고 할 수 있는 곳인 데, 이곳에서 쓰레드를 이용한 모든 처리가 이루어지는 곳이다. run()메쏘드는 Thread의 run()메쏘드와 override되어 사용된다. ⑤ 12번째 줄부터 17번째 줄까지는 실제 쓰레드를 이용하여 꽃 점을 보는 곳인데, 각 쓰레드들은 for문장이 10번 수행하면서 꽃잎 을 하나씩 따는 작업을 한다. 그리고 변덕스럽게도 무작위로 추출된 값만큼 각 쓰레드는 잠시 휴식을 갖는다. ⑥ 14번째 줄부터 16번째 줄까지는 혹시라도 발생할 지 모르는 예외상황에 대비하는 것인데, 이 부분은 다음 장에서 자세히 다룬 다. ⑦ 19번째 줄은 마지막에 뜯어진 꽃잎의 쓰레드의 이름을 얻기 위한 문장이다. getName()은 Thread 클래스의 메쏘드로 Thread의 이름을 String 값으로 리턴해준다. 이 부분의 결과는 여러분이 상상 하는 것과는 다른 결과가 나올 것인데, 기대해보시라. ⑧ 20번째 줄은 마지막 결과를 출력하는 줄이다. 이로써 RoseThread 클래스의 동작은 완결되는 것이다. 두번째 예제는 꽃점을 보기 위해 RoseThread 클래스의 쓰레드 를 호출하여 사용하는 main() 메쏘드가 들어있고 실제 실행되는 LoveThread.java이다. 01: class LoveThread { 02: public static void main (String args[]) { 03: new RoseThread("사랑한다").start() ; 04: new RoseThread("기다린다").start() ; 05: new RoseThread("포기한다").start() ; 06: } 07: } ① 1번째 줄은 우리가 꽃점을 시작하기 위한 LoveThread 클래 스를 선언하는 부분이다. ② 2번째 줄은 앞에 3장에서 프로그램의 구조에서 다루었듯이 쉘 프롬프트 상에서 실행가능한 main() 메쏘드를 만드는 부분이다. ③ 3번째 줄부터 5번째 줄까지는 각각 "사랑한다", "기다린다", " 포기한다" 이라는 이름을 가지는 RoseThread의 객체를 만들고, 각 기 객체의 start() 메쏘드를 이용해 각기 주어진 쓰레드를 동작시키 는 문장들이다. ④ 앞의 RoseThread.java 분석을 유심히 살펴본 사람은 그 안에 start() 메쏘드가 없다는 것을 눈치챘을 것이다. 그럼 당연히 에러가 나야 함에도 불구하고, 에러가 발생하지 않느다. 왜냐면 슈퍼클래스 인 Thread 클래스의 start()메쏘드는 this Thread의 run() 메쏘드를 호출하기로 되어 있기 때문이다. 자 이렇게 예제를 분석해 보았으니, 실행시켜야 할텐데, 다들 아 시겠지만, 다시 한번 컴파일하는 방법과 실행방법을 적어 보면 다음 과 같다. ① javac RoseClass.java ② javac LoveClass.java ③ java LoveClass 그러면 그날 그날의 운세에 따라 다음과 같은 결과가 나올 것이 다. 필자는 낙관적으로 세상을 살아가기 때문에 "사랑한다" 쓰레드 가 제일 마지막에 나온 것을 출력예제로 싣는다. 0 기다린다 28 0 사랑한다 28 0 포기한다 28 1 포기한다 28 1 사랑한다 28 2 사랑한다 28 1 기다린다 28 2 기다린다 28 2 포기한다 28 3 기다린다 28 4 기다린다 28 5 기다린다 28 3 사랑한다 28 6 기다린다 28 7 기다린다 28 3 포기한다 28 8 기다린다 28 4 포기한다 28 5 포기한다 28 4 사랑한다 28 9 기다린다 28 6 포기한다 28 선택 !! => 기다린다 5 사랑한다 28 7 포기한다 28 6 사랑한다 28 7 사랑한다 28 8 포기한다 28 8 사랑한다 28 9 포기한다 28 선택 !! => 포기한다 9 사랑한다 28 선택 !! => 사랑한다 위에 보이는 출력결과는 다음과 같다. 첫번째 칼럼의 숫자는 몇번째 장미꽃을 뜯어냈는가를 가리키는 숫자이다. 두번째 칼럼의 문자열은 앞에서 LoveThread 클래스에서 생성한 RoseThread의 쓰레드 객체의 이름들이다. 그리고 세번째 칼 럼은 현재 작동중인 작업의 시각의 초(Second)를 구해 출력한 것이 다. 다음과 같은 몇가지 의문점이 생겼을 것이다. ① 시작은 분명히 사랑한다, 기다린다, 포기한다 순서대로 하게 했는데, 처음 결과부터가 그렇치 못하다. ② 화면에 출력된 결과는 1초 이상 소요되는데 어떻게 같은 28 초만 출력되는가 ? ③ 같이 시작한 작업인데, 어떤 작업은 일찍 끝나고, 나중에 끝 나고 할 수 있는가 ? ④ 어떤 쓰레드는 계속해서 장미꽃잎을 뜯어내고 어떤 쓰레드는 한참후에야 장미꽃잎을 뜯어 낼 수 있는가 ? ⑤ 앞의 소스에서는 분명히 마지막에 끝나는 쓰레드만 "선택" 를 출력할 것로 예상했는데, 세개의 쓰레드마다 "선택"을 출력했다. 이런 정도의 의문은 누구나 다 가지고 있을 것이다. 기존의 연 속적인(Sequential) 프로그램 구조로는 상상할 수 없는 일이 간단하 게 구현되었기 때문에 더욱 더 이상할 것이다. 물론 자바를 통해 처 음 프로그램을 하는 사람은 그냥 그럴 수도 있겠구나 하겠지만 ! 이제 쓰레드 클래스의 특성과 메쏘드를 살펴봄으로써 이런 질문 에 답해보도록 하자. ┌────────────────────┐ │이 글은 필자와의 동의 없이 상업적으로 │ │ │ │리포스팅되거나 이용될 수 없습니다. │ └────────────────────┘ 신세대 언어, 자바 전문가를 꿈꾸는 잠탱이 3인방, 신정호, 제갈영, 조국 |
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