[swift] 스레드 캐시 코퍼러스 일관성 문제와 해결 방법

05 Dec 2023

swift

스레드 캐시 코퍼런스 일관성 문제(Thread Cache Coherence Problem)는 다중 스레드 환경에서 발생할 수 있는 문제입니다. 이 문제는 CPU 캐시를 이용하는 다중 스레드가 동일한 메모리 위치를 동시에 업데이트하는 경우에 발생할 수 있습니다.

일관성 문제는 다음과 같은 상황에서 발생할 수 있습니다.

스레드 A는 변수 X의 값을 읽습니다.
스레드 B는 변수 X의 값을 변경합니다.
스레드 A가 다시 변수 X의 값을 읽을 때, 변경된 값이 아닌 이전 값을 읽을 수 있습니다. 이는 스레드 A의 캐시에서 변수 X가 업데이트되지 않았기 때문입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

1. 동기화 기법을 이용한 해결

가장 일반적인 방법은 동기화 기법을 사용하여 변수 업데이트를 동기화하는 것입니다. 여러 스레드가 동일한 변수에 동시에 접근하는 것을 막기 위해 mutex 또는 lock과 같은 동기화 기법을 사용합니다. 이를 통해 스레드가 변수에 접근할 때 다른 스레드로부터의 접근을 제한하고, 변수 업데이트를 순차적으로 수행할 수 있습니다.

예를 들어 Swift에서는 DispatchQueue와 NSLock을 사용하여 동기화를 구현할 수 있습니다. 아래는 동기화 기법을 이용하여 변수 X의 값을 읽고 업데이트하는 예제 코드입니다.

let lock = NSLock()
var x = 0

// 스레드 A
DispatchQueue.global().async {
    lock.lock()
    let value = x
    // 변수 x를 사용하는 작업 수행
    lock.unlock()
}

// 스레드 B
DispatchQueue.global().async {
    lock.lock()
    x = newValue
    lock.unlock()
}

2. 메모리 모델을 이용한 해결

또 다른 방법은 프로그래밍 언어의 메모리 모델을 이용하여 문제를 해결하는 것입니다. 메모리 모델은 언어 설계에서 다중 스레드 환경에서의 메모리 접근을 어떻게 처리할지를 정의하는 규칙 집합입니다. 각 언어의 메모리 모델은 다양한 방식으로 구현되어 있으며, 상세한 내용은 해당 언어의 공식 문서를 참조하시기 바랍니다.

Swift는 암묵적인 메모리 모델을 가지고 있으며, 데이터 레이스와 같은 문제를 방지하기 위해 약간의 제한을 가지고 있습니다. 이는 스레드 간의 변수 업데이트 경쟁을 줄이고 일관성을 유지하기 위한 방법 중 하나입니다.

참고 자료

위의 참고 자료를 통해 스레드 캐시 코퍼러스 일관성 문제와 해결 방법에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.