스레드 Pool

병렬 작업 처리가 많아지면 스레드 갯수가 증가하고 그에 따른 스레드 생성과 스케줄링으로 인해 메모리 사용량이 늘어납니다.
갑작스런 병렬 작업의 폭증으로 인한 스레드의 폭증을 막으려면 스레드풀을 사용해야 합니다.

스레드풀은 작업 처리에 사용되는 스레드를 제한된 갯수만큼 정해 놓고 큐에 들어오는 작업들을 하나씩 스레드가 맡아 처리합니다. 작업 처리가 끝난 스레드는 다시 작업 큐에서 새로운 작업을 가져와 처리합니다. 그렇기 때문에 작업 처리 요청이 폭증 되어도 스레드의 전체 개수가 늘어나지 않으므로 애플리케이션의 성능이 급격히 저하되지 않습니다

자바는 스레드풀을 생성하고 사용할 수 있도록 ExecutorService 인터페이스와 Executors 클래스를 제공하고 있습니다


스레드풀 생성 및 종료

스레드풀 생성

스레드풀을 생성하는 방법은 크게 2가지가 있습니다.

  1. newCachedThreadPool()
    • 초기스레드0, 코어스레드0, 최대스레드 Integer.MAX_VALUE
  2. newFixThreadPool(int nThread)
    • 초기스레드0, 코어스레드0, 최대스레드 nThreads
  • 초기 스레드 수 : ExecutorService 객체가 생성될 때 기본적으로 생성되는 스레드 수
  • 코어 스레드 수 : 스레드가 늘어난 후 사용되지 않은 스레드를 스레드 풀에서 제거할 때 최소한으로 유지해야할 수
  • 최대 스레드 수 : 스레드풀에서 관리하는 최대 스레드 수
newCachedThreadPool()

스레드 개수보다 작업 개수가 많아지면 새로운 스레드를 생성하여 작업을 처리합니다
만약 스레드가 60초동안 아무일을 하지않으면 스레드를 종료시키고 스레드풀에서 제거합니다

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
newFixedThreadPool(int nThreads)

스레드 개수보다 작업 개수가 많으면 스레드를 새로 생성하여 작업을 처리합니다
newCachedThreadPool과 다른 점은 일을 하지 않아도 스레드를 제거하지 않습니다

ExecutorService executorService = Executors. newFixThreadPool();

newCachedThreadPool(),newFixedThreadPool() 메서드를 사용하지 않고
직접 스레드 개수들을 설정하고 싶다면 직접 ThreadPoolExecutor 객체를 생성하면 됩니다.

ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(
    3,                                     // 코어 스레드 개수
    100,                                // 최대 스레드 개수
    120L,                                // 놀고 있는 시간
    TimeUnit.SECONDS,                     // 놀고 있는 시간 단위
    new SynchronousQueue<Runnable>()     // 작업큐
);

 


스레드풀 종료

스레드풀의 스레드는 기본적으로 데몬 스레드가 아니기 때문에 main 스레드가 종료되더라도 작업을 처리하기 위해 계속 실행 상태로 남아 있습니다. 중요한 부분인데 main() 메서드가 실행이 끝나도 애플리케이션 프로세는 종료되지 않습니다. 따라서 애플리케이션 (ex, Spring Batch)을 종료하려면 스레드풀을 종료시켜 스레드들이 종료상태가 되도록 처리해야 합니다

executorService.shutDown();  
// 또는
executorService.shutDownNow();

shutdown()
작업큐에 남아있는 작업까지 모두 마무리 후 종료
shoutdownNow()
작업큐 작업 잔량 상관없이 강제 종료


스레드 작업 생성과 처리 요청

작업 생성

스레드 하나의 작업은 Runnable 또는 Callable 구현 클래스로 표현합니다.
Runnable과 Callable의 차이는 작업 처리 완료후 리턴값이 있느냐 없느냐 입니다.

Ruunable
Runnable task = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 스레드가 처리할 작업 내용
    }
}
Callable
Callalbe<T> task = new Callable<T>() {
    @Override
    public T call throws Exception() {
        // 스레드가 처리할 작업 내용
        return T;
    }
}

작업 처리 요청

public class ExecuteExample {

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);

        for(int i = 0; i < 10; i++){
            Runnable runnable = new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = (ThreadPoolExecutor) executorService;
                    int poolSize = threadPoolExecutor.getPoolSize();
                    String threadName = Thread.currentThread().getName();

                    System.out.println("[총 스레드 개수:" + poolSize + "] 작업 스레드 이름: "+threadName);
                    int value = Integer.parseInt("윤호");
                }
            };

            //스레드풀에게 작업 처리 요청
            executorService.execute(runnable);
            //executorService.submit(runnable);

            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
            }        
        }     
        executorService.shutdown();
    }
}
execute()로 실행했을 경우


execute로 실행했을 때에는 작업 처리 도중 예외가 발생하면 해당 스레드는 제거 되고 새 스레드가 계속 생성됩니다.

submit()으로 실행 했을 경우


submit의 경우 예외가 발생하더라도 스레드가 종료되지 않고 계속 재사용이 되어 다른 작업을 처리하는 것을 볼 수 있습니다

execute와 submit의 차이는 두가지가 있습니다
하나는 execute()는 작첩 처리 결과를 받지 못하고, submit()((은 작업 처리 결과를 받을 수 있도록 Future를 리턴합니다.
두번째로는 위의 예에서 알아본 예외 발생의 경우입니다. execute()는 스레드를 종료하고 스레드풀에서 제거됩니다. submit()의 경우에는 예외가 발생하더라도 스레드는 종료되지 않고 다음 작업을 위해 재사용됩니다

그렇기 때문에 가급적 스레드 생성의 오버헤드를 줄이기 위해서 submit()을 사용하는 것이 좋습니다


참조

  • ‘이것이 자바다’ - 신용권님 저
블로그 이미지

사용자 yhmane

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