스레드 안전성은 멀티 스레드 환경에서 프로그램이 올바르게 동작하는 데 중요한 요소입니다. C++에서 스레드 안전한 라이브러리를 설계하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

목차

1. 스레드 안전성이란?
2. C++에서의 스레드 안전한 라이브러리 설계 원칙
3. 예제 코드
4. 참고 자료

1. 스레드 안전성이란?

스레드 안전성은 멀티 스레드 환경에서 여러 스레드가 동시에 자원을 사용할 때 발생할 수 있는 충돌을 방지하고 데이터 무결성을 보존하는 것을 의미합니다. 멀티 스레드 환경에서는 동일한 자원에 대한 동시 접근으로 인해 데이터 일관성이 깨질 수 있으므로 이를 방지하기 위해 스레드 안전한 라이브러리를 설계해야 합니다.

2. C++에서의 스레드 안전한 라이브러리 설계 원칙

C++에서 스레드 안전한 라이브러리를 설계할 때 다음과 같은 원칙을 따를 수 있습니다:

• 동기화: 공유 자원에 대한 접근을 동기화하여 충돌을 방지합니다. C++에서는 std::mutex나 std::atomic과 같은 동기화 메커니즘을 활용할 수 있습니다.
• 원자성: 연산이 원자적으로 수행되도록 보장하여 스레드 사이에 일관성을 유지합니다. 이를 위해 std::atomic 등을 사용할 수 있습니다.
• 가시성: 변경된 데이터가 다른 스레드에게 즉시 반영되도록 보장합니다. 이를 위해 std::atomic과 메모리 모델 등을 이해해야 합니다.

3. 예제 코드

다음은 C++에서의 스레드 안전한 라이브러리 설계를 보여주는 간단한 예제 코드입니다.

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

class Counter {
public:
    void increment() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        m_count++;
    }

    int getCount() const {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
        return m_count;
    }

private:
    int m_count = 0;
    std::mutex m_mutex;
};

int main() {
    Counter counter;
    std::thread t1([&counter]() {
        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            counter.increment();
        }
    });

    std::thread t2([&counter]() {
        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            counter.increment();
        }
    });

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Final count: " << counter.getCount() << std::endl;

    return 0;
}

4. 참고 자료

• C++ Concurrency in Action, Second Edition by Anthony Williams
• The C++ Programming Language by Bjarne Stroustrup