가변 상태(Mutable State)는 프로그램의 실행 중에 변경할 수 있는 상태를 말합니다. 이는 스레드 안전성(thread safety) 문제를 야기할 수 있습니다. 스레드 안전성은 여러 스레드가 동시에 접근하더라도 의도한 대로 동작하는지를 보장하는 것을 말합니다.
가변 상태의 문제점
가변 상태를 만드는 것은 자바에서 일반적인 일입니다. 그러나 이러한 가변 상태를 스레드 안전하게 유지하는 것은 어려울 수 있습니다. 만약 여러 스레드가 동시에 가변 상태를 변경하려고 한다면, 예측할 수 없는 결과가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 스레드에서는 가변 상태를 업데이트하는 중이지만, 다른 스레드에서는 아직 그 값을 읽기 전일 수 있습니다. 이 경우, 스레드 간의 동기화 문제가 발생하게 됩니다.
스레드 안전한 방법
스레드 안전한 코드를 작성하기 위해서는 다음과 같은 방법들을 고려해야 합니다.
불변 객체(Immutable Objects) 사용
불변 객체는 한 번 생성되면 그 상태를 변경할 수 없는 객체입니다. 즉, 객체의 상태를 변경할 수 없으므로 스레드 간의 동기화 문제를 해결할 수 있습니다.
public class ImmutableObject {
private final int value;
public ImmutableObject(int value) {
this.value = value;
}
public int getValue() {
return value;
}
}
Thread-Safe Collections 사용
자바는 java.util.concurrent 패키지에 스레드 안전한 컬렉션 클래스를 제공합니다. 이러한 컬렉션 클래스를 사용하면 동기화를 직접 구현할 필요가 없으므로 스레드 간의 동기화 문제를 피할 수 있습니다.
List<String> threadSafeList = new CopyOnWriteArrayList<>();
threadSafeList.add("item1");
threadSafeList.add("item2");
동기화(Synchronization) 사용
동기화는 여러 스레드가 동시에 접근하는 것을 제한하여 스레드 안전성을 보장하는 방법입니다. synchronized 키워드를 사용하여 동기화 블록을 생성할 수 있습니다.
public class ThreadSafeCounter {
private int count;
public synchronized void increment() {
count++;
}
public synchronized int getCount() {
return count;
}
}
결론
가변 상태와 스레드 안전성은 다중 스레드 환경에서 중요한 문제입니다. 가변 상태를 변경하는 작업을 스레드 안전하게 처리하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 위에서 소개한 방법들을 적절하게 활용하여 스레드 안전한 코드를 작성해야 합니다. 스레드 안전한 코드를 작성함으로써 예상치 못한 버그나 동기화 문제를 방지하고 안정적인 프로그램을 만들 수 있습니다.
참고 자료: