TIL - Java 기초: 쓰레딩 시작하기

won2dev2025년 03월 22일

💬 배운 기술 / 지식

싱글 쓰레드(Single Thread)와 멀티 쓰레드(Multithreading) 개념
쓰레드(Thread)란? 프로세스와의 차이
쓰레드 생성 방법 (Thread 상속, Runnable 구현)
쓰레드 실행과 관리
쓰레드 상태와 라이프사이클
동기화(Synchronization)와 쓰레드 안전(Thread Safety)
멀티 쓰레딩의 장단점과 주의점

🧵 싱글 쓰레드 vs 멀티 쓰레드

구분	싱글 쓰레드 (Single Thread)	멀티 쓰레드 (Multithreading)
개념	프로그램 내 작업을 한 번에 하나씩 순차 실행	여러 작업을 동시에(또는 빠르게 번갈아가며) 실행
처리 방식	한 줄씩 순서대로 처리	여러 쓰레드가 병렬 또는 동시 처리 시도
장점	구조가 단순하고 디버깅 쉬움	CPU 활용 극대화, 프로그램 응답성 및 속도 향상
단점	느린 처리, 응답 지연 발생 가능	설계 복잡, 동기화 문제로 인한 버그 발생 위험
사용 예	단순 계산, 일괄 처리	GUI, 웹서버, 게임, 실시간 데이터 처리 등

🔎 쓰레드(Thread)란?

프로세스(Process) 내에서 실제 작업을 수행하는 실행 흐름의 단위
프로세스는 운영체제로부터 할당받은 자원(메모리 등)을 가진 실행 환경
한 프로세스 내에서 여러 쓰레드를 생성해 작업 병렬 처리 가능
자바에서는 java.lang.Thread 클래스로 쓰레드를 관리

🛠 쓰레드 생성 방법

1. Thread 클래스 상속

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(getName() + " 실행 중: " + i);
            try {
                Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyThread extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(getName() + " 실행 중: " + i);
            try {
                Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

2. Runnable 인터페이스 구현

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 실행 중: " + i);
            try {
                Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

class MyRunnable implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 실행 중: " + i);
            try {
                Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

🏃‍♂️ 쓰레드 실행

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Thread 상속 사용
        MyThread thread1 = new MyThread();
        thread1.setName("Thread-1");
        thread1.start();  // run() 대신 start() 호출해야 쓰레드 실행

        // Runnable 구현 사용
        Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable());
        thread2.setName("Thread-2");
        thread2.start();
    }
}

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Thread 상속 사용
        MyThread thread1 = new MyThread();
        thread1.setName("Thread-1");
        thread1.start();  // run() 대신 start() 호출해야 쓰레드 실행

        // Runnable 구현 사용
        Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable());
        thread2.setName("Thread-2");
        thread2.start();
    }
}

🔄 쓰레드 상태 및 라이프사이클

상태	설명
New	쓰레드 객체 생성 후 start() 호출 전 상태
Runnable	실행 대기 또는 실행 중 상태
Blocked	락(lock) 획득 대기 상태
Waiting	다른 쓰레드 작업 완료 대기 상태
Timed Waiting	일정 시간 동안 대기 상태
Terminated	run() 메서드 종료로 쓰레드 작업 완료 상태

🔐 동기화(Synchronization)와 쓰레드 안전성

여러 쓰레드가 동시에 같은 자원(변수, 객체 등)을 수정할 때 데이터 불일치, 경쟁 상태(Race Condition)발생 가능
synchronized 키워드로 동기화 영역 지정 → 한 번에 한 쓰레드만 접근 허용
공유 자원 접근을 보호해 쓰레드 안전(Thread Safety) 보장

class SafeCounter {
    private int count = 0;

    // 동기화 메서드로 안전하게 증가 처리
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

class SafeCounter {
    private int count = 0;

    // 동기화 메서드로 안전하게 증가 처리
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

⚠️ 동기화가 필요한 이유와 문제점

동기화 없으면 변수 증감 시 잘못된 결과 발생 가능
하지만 동기화는 성능 저하를 유발할 수 있으므로 필요한 부분에만 적용 권장
Deadlock(교착 상태) 같은 문제 주의 필요

📝 코드 예제

public class ThreadingExample {

    // 동기화 처리된 카운터 클래스
    static class Counter {
        private int count = 0;

        public synchronized void increment() {
            count++;
        }

        public int getCount() {
            return count;
        }
    }

    // Runnable 구현, Counter 공유
    static class Worker implements Runnable {
        private Counter counter;

        public Worker(Counter counter) {
            this.counter = counter;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                counter.increment();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 증가시킨 카운트: " + counter.getCount());
                try {
                    Thread.sleep(200); // 잠시 쉬기
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Counter sharedCounter = new Counter();

        Thread t1 = new Thread(new Worker(sharedCounter));
        Thread t2 = new Thread(new Worker(sharedCounter));

        t1.setName("쓰레드-A");
        t2.setName("쓰레드-B");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

public class ThreadingExample {

    // 동기화 처리된 카운터 클래스
    static class Counter {
        private int count = 0;

        public synchronized void increment() {
            count++;
        }

        public int getCount() {
            return count;
        }
    }

    // Runnable 구현, Counter 공유
    static class Worker implements Runnable {
        private Counter counter;

        public Worker(Counter counter) {
            this.counter = counter;
        }

        @Override
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                counter.increment();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 증가시킨 카운트: " + counter.getCount());
                try {
                    Thread.sleep(200); // 잠시 쉬기
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Counter sharedCounter = new Counter();

        Thread t1 = new Thread(new Worker(sharedCounter));
        Thread t2 = new Thread(new Worker(sharedCounter));

        t1.setName("쓰레드-A");
        t2.setName("쓰레드-B");

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

💡 느낀 점 / 참고 사항

쓰레딩은 프로그램 효율성 향상을 위한 핵심 기술이나, 복잡성과 버그 위험도 증가
싱글 쓰레드의 단순함과 멀티 쓰레드의 병렬 처리 장점을 상황에 맞게 선택해야 함
공유 자원 동기화가 필수지만, 과도한 동기화는 성능 저하를 초래하므로 신중한 설계 필요
최신 자바에서는 ExecutorService 같은 쓰레드 풀 관리 API 사용 권장

class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 5; i++) { System.out.println(getName() + " 실행 중: " + i); try { Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

class MyRunnable implements Runnable { @Override public void run() { for (int i = 1; i <= 5; i++) { System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 실행 중: " + i); try { Thread.sleep(300); // 0.3초 쉬기 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }

public class ThreadDemo { public static void main(String[] args) { // Thread 상속 사용 MyThread thread1 = new MyThread(); thread1.setName("Thread-1"); thread1.start(); // run() 대신 start() 호출해야 쓰레드 실행 // Runnable 구현 사용 Thread thread2 = new Thread(new MyRunnable()); thread2.setName("Thread-2"); thread2.start(); } }

class SafeCounter { private int count = 0; // 동기화 메서드로 안전하게 증가 처리 public synchronized void increment() { count++; } public int getCount() { return count; } }

public class ThreadingExample { // 동기화 처리된 카운터 클래스 static class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; } public int getCount() { return count; } } // Runnable 구현, Counter 공유 static class Worker implements Runnable { private Counter counter; public Worker(Counter counter) { this.counter = counter; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < 5; i++) { counter.increment(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 증가시킨 카운트: " + counter.getCount()); try { Thread.sleep(200); // 잠시 쉬기 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } } public static void main(String[] args) { Counter sharedCounter = new Counter(); Thread t1 = new Thread(new Worker(sharedCounter)); Thread t2 = new Thread(new Worker(sharedCounter)); t1.setName("쓰레드-A"); t2.setName("쓰레드-B"); t1.start(); t2.start(); } }