Java 가상 스레드: 동시성에 혁명을 일으키다!

Java 21에서는 획기적인 가상 스레드를 선보입니다! 이 기능이 무엇인지, 기존 모델과 어떻게 다른지, 장단점을 분석해보겠습니다.

가상 스레드란 무엇입니까?

이전 버전의 Java에서는 스레드를 생성한다는 것은 제한된 리소스인 운영 체제(OS) 스레드에 직접 연결하는 것을 의미했습니다. 많은 수의 OS 스레드를 가동하면 종종 성능 병목 현상이 발생하고 메모리 사용량이 증가합니다. Java 21을 통해 Virtual Threads(일명 Project Loom)는 OS 스레드에서 분리된 가볍고 관리 가능한 스레드를 제공하여 이 문제를 해결하는 것을 목표로 합니다.

? 간단히 말해서, 가상 스레드는 시스템 리소스를 많이 소모하지 않고 수천 개의 동시 작업을 보다 효율적으로 처리할 수 있는 작은 크기의 스레드로 생각하십시오.

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기존 스레드 모델과 가상 스레드

"플랫폼 스레드"를 기반으로 하는 Java의 이전 스레드 모델에서는 각 Java 스레드가 OS 스레드에 대한 1:1 매핑을 필요로 했습니다. 신뢰할 수 있으면서도 다음과 같은 의미도 있습니다.

메모리 제한: 플랫폼 스레드가 상당한 메모리를 차지합니다.
확장 문제: 많은 수의 스레드를 관리하면 시스템 리소스에 과부하가 걸릴 수 있습니다.
I/O 차단 문제: I/O를 대기 중인 OS 스레드가 다른 작업을 차단하여 성능이 저하됩니다.

가상 스레드를 입력하세요! ?‍♂️
가상 스레드를 사용하면 리소스 부담 없이 수백만 개의 스레드를 생성할 수 있습니다. OS 스레드에 바인딩되지 않으므로 가상 스레드가 차단되면(예: I/O 대기) 기본 캐리어 스레드가 다른 가상 스레드를 선택하여 작업을 원활하게 실행할 수 있습니다.

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기존 스레드와 가상 스레드 비교

TRADITIONAL THREADS                        VIRTUAL THREADS
---------------------------------          ---------------------------------
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |  ->   | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
---------------------------------          ---------------------------------

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가상 스레드에서는 하나의 OS 스레드에 여러 개의 가상 스레드를 할당하여 리소스 할당을 최적화할 수 있습니다.

가상 스레드의 장점과 단점

장점

더 높은 확장성: 수백만 개의 스레드를 처리하여 서버 측 애플리케이션에 적합합니다.
더 적은 메모리 사용량: 가상 스레드는 가볍기 때문에 각 스레드에는 전체 OS 스레드가 필요하지 않습니다.
효율적인 차단 I/O: 가상 스레드가 차단 I/O를 만나면 캐리어 스레드가 다른 작업을 선택하여 시스템을 활성 상태로 유지할 수 있습니다.
더 나은 리소스 관리: 스레드가 더 이상 제한된 OS 스레드 풀로 제한되지 않으므로 낭비되는 리소스가 줄어듭니다.

단점

학습 곡선: 가상 스레드는 기존 스레드 관리 방식을 재고해야 할 수 있는 새로운 동시성 개념을 도입합니다.
새로운 디버깅 과제: 수천(또는 수백만) 개의 가상 스레드를 디버깅하는 것은 더 복잡할 수 있습니다.
모든 애플리케이션에 이상적이지는 않음: 단일 스레드 애플리케이션이나 최소 동시성이 있는 애플리케이션은 가상 스레드의 이점을 많이 얻지 못합니다.

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코드 예: 기존 스레드와 가상 스레드 비교

기존 스레드의 간단한 예를 살펴보고 이를 가상 스레드와 비교해 보겠습니다.

전통적인 스레드

TRADITIONAL THREADS                        VIRTUAL THREADS
---------------------------------          ---------------------------------
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |  ->   | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
| Java Thread -> OS Thread -> Task |       | Virtual Thread -> Carrier OS Thread |
---------------------------------          ---------------------------------

가상 스레드(Java 21)

가상 스레드는 JVM(Java Virtual Machine)에 의해 독립적으로 관리되며 OS 스레드로 제한되지 않습니다.

public class TraditionalThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Hello from a traditional thread!"));
        thread.start();
    }
}

플랫폼과 가상 스레드를 사용하여 100,000개의 작업을 실행하는 샘플 예시

public class VirtualThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        Thread.startVirtualThread(() -> System.out.println("Hello from a virtual thread!"));
    }
}

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언제 가상 스레드를 사용해야 합니까?

• 서버 애플리케이션: 웹 서버 또는 데이터베이스 연결과 같은 여러 동시 요청을 처리합니다.
• I/O 바인딩된 애플리케이션: 특히 파일 처리, 네트워크 요청 또는 웹 스크래핑과 같은 과도한 I/O 작업을 수행하는 애플리케이션입니다.
• 클라우드 기반 마이크로서비스: 높은 확장성이 필요한 시스템은 가상 스레드의 이점을 누릴 수 있습니다.

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결론: 동시성의 미래가 여기에 있습니까?

Java 21에 가상 스레드가 도입되면서 동시 작업 관리가 그 어느 때보다 효율적이고 확장 가능하며 가벼워졌습니다. 수백 또는 수백만 개의 작업을 처리하든 가상 스레드는 Java에서 보다 간단하고 리소스 친화적인 프로그래밍 방식을 제공합니다.

위 내용은 Java 가상 스레드: 동시성에 혁명을 일으키다!의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!