자바는 많은 애플리케이션에서 동시성을 다루어야 하는 요구사항을 가지고 있습니다. 동시성을 다루는 것은 여러 스레드가 동시에 실행되는 환경에서 안정적으로 작동하는 것을 의미합니다. 동시성은 애플리케이션의 성능을 향상시키고, 여러 사용자 요청을 처리하는 데 있어 중요한 역할을 합니다.

동시성 문제

동시성을 다룰 때 자주 발생하는 문제는 다음과 같습니다.

경쟁 조건 (Race Condition)

경쟁 조건은 여러 스레드가 공유 데이터에 동시에 접근하고 수정할 때 발생할 수 있습니다. 이때 어떤 스레드의 실행 결과가 다른 스레드의 실행에 영향을 주는 문제가 발생할 수 있습니다.

교착 상태 (Deadlock)

교착 상태는 스레드가 다른 스레드의 자원을 기다리는 상태에서 무한히 기다리는 상황을 말합니다. 각 스레드는 다른 스레드가 가진 자원을 무기한으로 점유하길 기다리기 때문에 모든 스레드가 진행이 멈추게 되어 더 이상 진행이 이루어지지 않습니다.

스레드 안전성 (Thread Safety)

스레드 안전성은 여러 스레드가 동시에 해당 클래스, 메서드, 변수 등을 사용해도 안전한지를 의미합니다. 스레드 안전한 코드는 경쟁 조건이나 교착 상태가 발생하지 않도록 보장해야 합니다.

자바에서 동시성 다루기

자바에서 동시성을 다루는 방법은 다양합니다. 가장 기본적인 방법은 synchronized 키워드를 사용하여 동시에 실행되어야 할 코드 블록을 동기화하는 것입니다. 이를 통해 여러 스레드가 한 번에 해당 블록에 접근하지 않도록 제어할 수 있습니다.

하지만 synchronized 키워드는 성능상의 이슈가 있을 수 있으며, 코드의 복잡성을 증가시킬 수도 있습니다. 따라서 자바에서는 java.util.concurrent 패키지를 통해 다양한 동시성 관련 클래스와 인터페이스를 제공합니다. 예를 들어 Lock 인터페이스와 ReentrantLock 클래스를 사용하여 스레드 간 동기화 및 잠금을 수행할 수 있습니다.

또한 자바 5부터는 java.util.concurrent 패키지에서 스레드 풀과 작업 큐를 사용하여 동시성 작업을 효율적으로 다룰 수 있는 Executor 인터페이스를 제공합니다. 스레드 풀을 사용하면 작업을 병렬로 처리하고, 작업 큐를 사용하여 작업을 스케줄링할 수 있습니다.

결론

자바 동시성 프로그래밍은 애플리케이션의 성능과 안정성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 경쟁 조건, 교착 상태 등의 문제를 방지하기 위해 자바에서는 다양한 동시성 관련 클래스와 인터페이스를 제공합니다. 이를 통해 스레드 안전성을 확보하고, 동시성 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다.