Java에서 스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 해결하는 방법

Java에서 스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 해결하는 방법

Java 다중 스레드 프로그래밍에서 스레드 동기화 및 상호 배제는 매우 중요한 작업입니다. 스레드 동기화의 목적은 여러 스레드가 특정 순서로 실행되도록 하는 반면, 스레드 상호 배제는 여러 스레드가 동시에 공유 리소스에 액세스하거나 수정하지 않도록 하는 것입니다. 스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 올바르게 처리하면 많은 스레드 안전 문제를 방지하고 프로그램 성능과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

다음에서는 스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 해결하기 위해 일반적으로 사용되는 몇 가지 방법을 소개하고 해당 코드 예제를 제공합니다.

1. 동기화 키워드를 사용하여 스레드 동기화 달성

Java의 동기화 키워드는 스레드 동기화를 달성하기 위해 메서드나 코드 블록을 수정하는 데 사용할 수 있습니다. 스레드가 동기화되고 수정된 메서드나 코드 블록에 들어가면 해당 개체의 잠금을 획득하고 다른 스레드는 실행을 계속하기 전에 잠금이 해제될 때까지 기다려야 합니다. 다음은 스레드 동기화를 달성하기 위해 동기화 키워드를 사용하는 예입니다.

public class SynchronizedExample {
    private int count = 0;
    
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
    
    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SynchronizedExample example = new SynchronizedExample();
        
        // 创建两个线程并发执行
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });
        
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });
        
        thread1.start();
        thread2.start();
        
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        System.out.println("Count: " + example.getCount());
    }
}

위 예에서 increment() 및 getCount() 메서드는 동기화 키워드를 사용하여 수정되어 count 변수의 증가 및 읽기 작업이 보장됩니다. 스레드로부터 안전합니다. 프로그램을 실행하면 Count: 2000이 출력됩니다. 이는 count 변수에 대한 두 스레드의 증분 작업이 올바르게 동기화되었음을 나타냅니다.

2. 잠금 및 조건 인터페이스를 사용하여 스레드 동기화를 달성합니다.

synchronized 키워드를 사용하는 것 외에도 Java는 스레드 동기화를 달성하기 위해 잠금 및 조건 인터페이스도 제공합니다. 동기화된 키워드와 비교하여 잠금 및 조건 인터페이스는 보다 세부적인 제어를 제공하고 스레드 동기화를 보다 유연하게 달성할 수 있습니다. 다음은 스레드 동기화를 구현하기 위해 Lock 및 Condition 인터페이스를 사용하는 예입니다.

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LockExample {
    private int count = 0;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition condition = lock.newCondition();
    
    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
            condition.signalAll();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
    
    public int getCount() {
        lock.lock();
        try {
            while (count < 1000) {
                condition.await();
            }
            return count;
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
        return -1;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        LockExample example = new LockExample();
        
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });
        
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                example.increment();
            }
        });
        
        thread1.start();
        thread2.start();
        
        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        System.out.println("Count: " + example.getCount());
    }
}

위 예에서 Lock 및 Condition 인터페이스는 count 변수에 대한 동기화 작업을 구현하는 데 사용됩니다. lock() 및 Unlock() 메서드를 호출하여 잠금을 획득 및 해제하고, wait() 및 signalAll() 메서드를 호출하여 스레드를 기다리고 깨웁니다. 프로그램을 실행하면 Count: 2000이 출력됩니다. 이는 count 변수에 대한 두 스레드의 증분 작업이 올바르게 동기화되었음을 나타냅니다.

요약

Java에는 스레드 동기화 및 상호 배제 문제에 대한 많은 솔루션이 있습니다. 이 문서에서는 스레드 동기화를 달성하기 위해 동기화된 키워드와 잠금 및 조건 인터페이스를 사용하는 방법을 소개합니다. 이러한 방법을 사용할 때는 다음 원칙을 준수해야 합니다.

1. Synchronized 키워드를 사용하는 등 스레드 동기화를 달성하는 가장 간단한 방법을 사용해 보세요. 보다 세밀한 제어가 필요한 경우에만 잠금 및 조건 인터페이스를 사용하는 것이 좋습니다.
2. 동기화 키워드를 사용할 때는 클래스 수준 잠금 대신 개체 수준 잠금을 사용하여 불필요한 성능 오버헤드를 방지하세요.
3. Lock 및 Condition 인터페이스를 사용할 때 잠금이 해제되도록 finally 블록에서 잠금을 해제해야 한다는 점을 기억하세요.

스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 적절하게 처리함으로써 잠재적인 많은 스레드 안전 문제를 방지하고 프로그램의 정확성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 동시에 프로그램의 성능과 동시성을 향상시키고, 멀티 코어 프로세서의 하드웨어 리소스를 최대한 활용하며, 프로그램의 실행 효율성을 향상시킬 수도 있습니다.

위 내용은 Java에서 스레드 동기화 및 상호 배제 문제를 해결하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!