10. 활동성을 최대로 높이기

데드락

• 데드락 예시
  • 스레드 A가 락 L을 확보한 상태에서 두번째 락 M을 확보하려고 대기
  • 스레드 B는 락 M을 확보한 상태에서 두번째 락 L을 확보하려고 대기
  • 양쪽 스레드 A와 B는 서로가 락을 풀기를 영원히 기다리게 됨
• 데이터베이스 시스템에서 데드락
• JVM에서 데드락
  • JVM은 데드락 상태를 추적하는 기능을 갖고 있지 않음
  • 해당 스레드를 강제로 종료하기 전까지 멈춘 상태로 유지됨

락 순서에 의한 데드락

• LeftRightDeadLock 클래스의 데드락 원인
  • 두 개의 스레드가 서로 다른 순서로 동일한 락을 확보하려 하기 때문
  • 양쪽 스레드에서 같은 순서로 락을 확보하도록 되어 있다면 종속성 그래프에서 사이클이 발생하지 않기 때문에 데드락이 생기지 않음
• 프로그램 내부의 모든 스레드에서 필요한 락을 모두 같은 순서로만 사용한다면, 락 순서에 의한 데드락은 발생하지 않음

• 그 밖에 활동성을 떨어뜨리는 원인들
  • 소모 상태
  • 놓친 신호
  • 라이브락

소모 상태

• 소모(starvation) 상태
  • 스레드가 작업을 진행하는데 필요한 자원을 영영 할당받지 못하는 경우 발생
  • 소모 상태를 일으키는 가장 흔한 원인 : CPU
  • Java 애플리케이션에서 소모 상황이 발생하는 원인 : 스레드 우선 순위, 락을 확보한 채로 종료되지 않는 코드를 실행할 때, 다른 스레드에서 해당 락을 가져갈 수 없을 때

라이브락

• 라이브락(livelock)
  • 특정 작업 결과를 받아와야 다음 단계로 넘어갈 수 있는 작업이 실패할 수 밖에 없는 기능을 계속해서 재시도 하는 경우 발생
  • e. g.
    • 메시지를 제대로 전송하지 못했을때 해당 전송 트랜잭션을 롤백하고 실패한 메시지를 큐의 맨 뒤에 쌓아두는 트랜잭션 메시지 전송 애플리케이션
    • 여러 스레드가 함께 동작하는 환경에서 각 스레드가 다른 스레드의 응답에 따라 각자의 상태를 계속해서 변경하느라 실제 작업은 전혀 진전시키지 못하는 경우
• 해결 방법
  • 작업을 재시도하는 부분에 규칙적이지 않은 구조를 사용
  • e. g.

    • 이더넷 네트웍으로 연결되어 있는 두 개의 컴퓨터에서 하나의 랜선을 통해 동시에 서로 신호를 보내고자 한다면, 양족에서 보낸 패킷이 서로 충돌

    • 양쪽 컴퓨터에서 충돌이 일어났음을 검출하고 나면, 양쪽 모두 같은 신호를 다시 보내고자 재시도

    • 이때 충돌 감지 시 정확하게 1초 후에 똑같이 재시도한다면 패킷이 다시 충돌할 수 밖에 없기 때문에 재시도할 때까지 잠시 기다리는 시간을 서로 임의로 지정하게 함

      → 병렬 프로그램에서도 라이브락을 방지하고자 할 때 사용할 수 있는 방법

11. 성능, 확장성

• 스레드를 사용하는 가장 큰 목적 → 성능을 높이기 위해
  • 스레드를 사용하면 시스템의 자원을 효율적으로 활용할 수 있고, 애플리케이션으로 하여금 시스템이 갖고 있는 능력을 최대한 사용하게 할 수 있음
  • 그와 동시에 기존 작업이 실행되고 있는 동안에 새로 등록된 작업을 즉시 실행할 수 있는 준비를 하기 때문에 애플리케이션의 응답 속도를 향상시킬 수 있음
• 성능은 일단 프로그램이 정상적으로 동작하도록 만든 뒤 프로그램을 빠르게 동작하도록 만드는 편이 낫다고 함