[Java] 멀티스레드와 동시성 처리 Synchronized

Thread란

프로세스는 메모리나 CPU와 같은 자원을 할당 받아 실행 중인 프로그램(코드)을 말한다. 모든 프로세스는 하나 이상의 스레드가 존재하며, 두 개 이상의 스레드를 갖는 프로세스는 멀티 스레드 프로세스라고 한다.

스레드는 프로세스 내의 작업 단위로, 독자적인 메모리를 할당받은 프로세스의 메모리를 스레드끼리 공유할 수 있다.

특징 Single Threaded Multi-Threaded

스레드 수	1	2개 이상
작업 처리 방식	순차적으로 처리	동시에 처리
메모리 사용	간단한 메모리 구조	스레드 간 메모리 공유로 인해 동기화 관리 필요
CPU 활용	CPU가 하나의 작업만 처리하므로 활용도가 낮음	CPU가 동시에 여러 개의 작업을 처리하므로 활용도가 높음
예	계산기 프로그램, 동시성을 고려하지 않는 환경	동시에 여러 사용자의 요청을 처리하는 웹 서버, 데이터 처리 등 CPU를 많이 사용하는 작업

동시성을 처리하지 않으면 발생할 수 있는 문제를 간단히 살펴보자.

public class ThreadSynchronizedTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Task task = new Task();
        Thread t1 = new Thread(task);
        Thread t2 = new Thread(task);

        t1.setName("t1-Thread");
        t2.setName("t2-Thread");

        t1.start();
        t2.start();
    }

}

class Account{
    int balance = 1000;

    public void withDraw(int money){

        if(balance >= money){
            try{
                Thread thread = Thread.currentThread();
                System.out.println(thread.getName() + " 출금 금액 ->> "+money);
                Thread.sleep(1000);
                balance -= money;
                System.out.println(thread.getName()+" balance:" + balance);

            }catch (Exception e) {}

        }
    }
}

class Task implements Runnable{
    Account acc = new Account();

    @Override
    public void run() {
        while(acc.balance > 0){
            // 100, 200, 300 중의 한 값을 임의로 선택해서 출금(withDraw)한다.
            int money = (int)(Math.random() * 3 + 1) * 100;
            acc.withDraw(money);

        }
    }
}
-------------------------------------------------------
t2-Thread 출금 금액 ->> 300
t1-Thread 출금 금액 ->> 100
t1-Thread balance:700
t2-Thread balance:700
t1-Thread 출금 금액 ->> 300
t2-Thread 출금 금액 ->> 200
t1-Thread balance:400
t2-Thread balance:200
t1-Thread 출금 금액 ->> 100
t2-Thread 출금 금액 ->> 100
t1-Thread balance:100
t1-Thread 출금 금액 ->> 100
t2-Thread balance:0
t1-Thread balance:-100

마지막 출력문을 확인했을 때 잔액이 음수가 되는 문제 상황이 발생한다.

그렇다면 이 문제를 해결할 수 있는 방법엔 무엇이 있을까

Synchronized

class Account{
    int balance = 1000;

    public **synchronized** void withDraw(int money){

        if(balance >= money){
            try{
                Thread thread = Thread.currentThread();
                System.out.println(thread.getName() + " 출금 금액 ->> "+money);
                Thread.sleep(1000);
                balance -= money;
                System.out.println(thread.getName()+" balance:" + balance);

            }catch (Exception e) {}

        }
    }
}

--------------------------------------------------------
t1-Thread 출금 금액 ->> 100
t1-Thread balance:900
t2-Thread 출금 금액 ->> 100
t2-Thread balance:800
t1-Thread 출금 금액 ->> 100
t1-Thread balance:700
t2-Thread 출금 금액 ->> 200
t2-Thread balance:500
t1-Thread 출금 금액 ->> 300
t1-Thread balance:200
t2-Thread 출금 금액 ->> 100
t2-Thread balance:100
t2-Thread 출금 금액 ->> 100
t2-Thread balance:0

잔액이 0으로 정상적으로 출력되는 것을 확인할 수 있다.