[java] 쓰레드 풀과 쓰레드 간의 작업 분배 방법

12 Dec 2023

java

소프트웨어 응용 프로그램을 작성하다보면 concurrent programming(동시성 프로그래밍)이 필요할 수 있습니다. 특히, 자바에서는 멀티쓰레드 애플리케이션을 개발할 때 쓰레드 풀(thread pool) 개념을 사용하여 쓰레드(thread)를 관리하고 작업을 효율적으로 분배할 수 있습니다.

쓰레드 풀이란?

쓰레드 풀은 미리 생성된 쓰레드의 집합으로, 이러한 쓰레드들은 작업을 실행할 준비가 되어 있습니다. 쓰레드 풀을 사용하면 작업을 실행하기 위해 쓰레드를 반복적으로 생성하고 소멸하는 오버헤드를 줄일 수 있습니다.

쓰레드 풀의 장점

쓰레드 풀을 사용하는 주요 장점은 다음과 같습니다:

자원 관리: 미리 정의된 쓰레드 수를 유지하면서 메모리와 다른 시스템 리소스를 효율적으로 관리할 수 있습니다.
성능: 반복적인 쓰레드 생성 및 소멸에 따른 오버헤드를 줄여서 응답 시간을 개선할 수 있습니다.

작업 분배 방법

쓰레드 풀은 작업 큐(work queue)와 함께 작업을 실행합니다. 그리고 작업들은 큐에 추가되면 쓰레드 풀에 있는 쓰레드들이 이를 가져와서 실행합니다. 쓰레드에 할당된 작업은 두 가지 방식으로 분배될 수 있습니다.

작업 스케줄링

첫 번째 인큐, 첫 번째 디큐(FCFS, First-Come, First-Served): 작업이 작업 큐에 들어온 순서대로 쓰레드에 할당됩니다. 이 방식은 간단하지만, 각 작업의 실행 시간이 다를 때 효율적이지 않을 수 있습니다.
```
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, new LinkedBlockingQueue<>());
executor.setRejectedExecutionHandler(new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
```

우선순위 기반 스케줄링(Priority-Based Scheduling): 각 작업에 우선순위를 부여하여 높은 우선순위의 작업이 먼저 실행되게 할 수 있습니다.

// 우선순위 큐를 이용한 쓰레드 풀 생성
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(corePoolSize, maximumPoolSize, keepAliveTime, unit, new PriorityBlockingQueue<>());

작업 분배 알고리즘

라운드 로빈(Round Robin): 쓰레드에게 작업을 번갈아 가며 할당하는 방식으로, 모든 쓰레드의 공평성을 유지하면서 작업을 분배할 수 있습니다.
쓰레드 고정(Least Connections): 현재 쓰레드의 부하 상태에 따라 작업을 할당하는 방식으로, 최소 연결 수를 가진 쓰레드에게 우선적으로 작업을 할당할 수 있습니다.

이와 같이, 쓰레드 풀을 사용하여 쓰레드를 효율적으로 관리하고 작업을 효율적으로 분배할 수 있습니다.

결론

쓰레드 풀은 멀티쓰레드 애플리케이션 개발 시 쓰레드 관리와 작업 분배를 효율적으로 수행할 수 있는 강력한 도구입니다. 이를 이용하여 시스템 리소스를 효율적으로 활용하고 응용 프로그램의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

더 많은 정보가 필요하다면 아래 자바 공식 문서를 참고하세요:

자바 공식 문서 - 쓰레드 풀