week 4 leekyunghee - GANGNAM-JAVA/JAVA-STUDY GitHub Wiki

JAVA (이경희)

• 멀티스레드 & 스레드세이프티 & 스레드풀 각각의 특징을 설명하시오
• Hashtable과 HashMap의 차이점은 무엇인가요?

SPRING (정인철)

• Spring Security 과정을 간략히 설명하시오
• Spring 메시지 큐 Rabiit MQ vs KAFKA

DATABASE/SQL (장지수)

• RDB의 데드락이 일어나는 상황과 교착상태에 대해서 설명하시오
• DB 옵티마이저에 대해 아는가?

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JAVA (이경희)

멀티스레드, 스레드세이프티, 스레드풀 각각의 특징을 설명하시오.

쓰레드

프로세스(실행중인 프로그램)에서 하나의 실행 흐름. 자바는 멀티 쓰레드를 지원하므로 하나의 프로그램에서 여러 개의 실행 흐름을 만들고 실행 할 수 있다.

멀티쓰레드를 사용 하는 이유

외부와의 연계같이 대기 시간이 발생했을 때 기다리는 동안 다른 일을 처리할 수 있게 해서 처리 속도를 빠르게 하기 위함이다.

• 단, CPU코어 수가 적으면 쓰레드를 그 만큼 만들 수 없기 때문에 드라마틱하게 빨라지지 않고, 처리하는 데이터 양이 적을 때에도 속도가 많이 빨라지지 않기 때문에 쓰레드를 적절한 경우에 사용하는 것이 좋다.

멀티 프로세스 대신 멀티 스레드를 사용하는 이유? 의미는?

프로그램을 여러 개 키는 것보다 하나의 프로그램 안에서 여러 작업을 해결하는 것이다.

여러 프로세스(멀티 프로세스)로 할 수 있는 작업들을 하나의 프로세스에서 여러 스레드로 나눠가면서 하는 이유?

자원의 효율성 증대 멀티 프로세스로 실행되는 작업을 멀티 스레드로 실행할 경우, 프로세스를 생성하여 자원을 할당하는 시스템 콜이 줄어들어 자원을 효율적으로 관리할 수 있다.

쓰레드 세이프 (Thread Safe)

• 멀티쓰레드로 동작하는 프로그램에서 개발자가 의도한 대로 동작하는 것을 가리킨다.

• 전혀 다른 일을 처리할 때는 발생 상황이 없겠으나 공유 자원을 참조할 때라면 개발자는 반드시 처리해야한다.

동기화 문제

• (스레드 간의 자원 공유는 전역 변수(데이터 세그먼트)를 이용하므로 함께 상용할 때 충돌이 발생할 수 있다.)
• (static field에 객체를 넣을때는 thread safe 한지를 꼭 판단하자.)

import java.util.Date;
import java.text.DateFormat;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;
 
public class UnsafeSample {
    public static void main(String[] args){
        //안전하지 않은 객체
        DateFormat unsafeDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd");
        Calendar cal1 = Calendar.getInstance();
        cal1.set(1989,Calendar.MARCH,10);//1989/03/10
        Date date1 = cal1.getTime();
        Calendar cal2 = Calendar.getInstance();
        cal2.set(2020, Calendar.JUNE,20);//2020/06/20
        Date date2 = cal2.getTime();
        
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<100;i++) {
                try {
                    String result = unsafeDateFormat.format(date1);
                    System.out.println("Thread1: " + result);
                } catch(Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    break;
                }
            }
        });
        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            for(int i=0;i<100;i++) {
                try {
                    String result = unsafeDateFormat.format(date2);
                    System.out.println("Thread2: " + result);
                } catch(Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                    break;
                }
            }
        });
        
        thread1.start();
        thread2.start();
    }
}

단순히 결과를 예측해보면 Thread1은 1989/03/10 만 100번 나오고 Thread2는 2020/06/20 만 100번 나와야 한다.

그러나 자세히보면 2020/06/10, 1989/03/20 이런 내용이 섞여나온다. 왜일까?

답은 SimpleDateFormat 클래스를 동시에 사용하려고 했기때문이다.

내부적으로 처리 속도가 상당히 빠른데 그 와중에 겹쳐서 date1의 1989/03/까지 찍고 있는데 갑자기 

date2도 SimpleDateFormat클래스를 이용해서 20을 찍어버리는 결과가 나올 수 있기 때문이다.

이렇게되면 개발자가 기대하는 대로 프로그램이 수행되지 않게 되는 것이다.

해결 방법

1. synchronized를 통해서 해당 인수(unsafeDateFormat)에 락을 걸어서 쓰레드끼리 동시에 사용하지 못하게 막은 것이다.

2. unsafeDateFormat 객체를 쓰려고하면 쓰고있는지 검사해서 기다리게 하거나 사용하게 해준다.

• 프로세스에서 사용하는 메모리 공간은 Code, data(static), heap, stack 영역으로 나누어진다.

• 프로세스는 이 네 개의 계층을 각각 모두 갖지만, 쓰레드는 경량화된 동시성 제어 컨셉이기 때문에 code, data, heap을 공유한다.

• static field로 선언된 것은 data 영역에 들어가게 되고, 이는 힙에 생성 되는 객체들이 서로 다른 쓰레드에서도 공유할 수 있다.

• 서로 다른 쓰레드에서 해당 데이터에 thread-safe하지 않게 접근하면 문제가 발생할 수 있다.

스레드 풀

컴퓨터 프로그래밍에서 스레드 풀은 컴퓨터 프로그램에서 실행의 동시성을 달성하기위한 소프트웨어 디자인 패턴

• 위에서는 2개의 쓰레드를 만들었지만 동적으로 프로그램에 접속한 사람 수 만큼 쓰레드를 생성하게된다면 어떨까?

• 아마 제한하지 않으면 메모리를 다 잡아먹을 만큼의 쓰레드를 만들어 버릴 것이다.

• 따라서 쓰레드풀을 이용해서 쓰레드 생성할때 최대 개수를 지정해본다.

스레드 풀 동작 원리

• 우리가 만든 어플리케이션에서 사용자로부터 들어온 요청을 작업큐에 넣고 스레드풀은 작업큐에 들어온 Task 일감을 미리 생성해놓은 Thread들에게 일감을 할당한다.

• 일을 다 처리한 Thread들은 다시 어플리케이션에게 결과값을 리턴한다.

• 자바에서는 스레드풀을 생성하고 사용할 수 있도록 java.util.concurrent Package에서 ExecutorService 인터페이스와 Executors 클래스를 제공하고 있다.

• Executors의 다양한 정적 메서드를 통해 ExecutorService 구현객체를 만들어서 사용할 수 있으며, 그것이 바로 스레드 풀이다.

Hashtable과 HashMap의 차이점은 무엇인가요?

https://www.notion.so/Data-Structure-508312c0e9424829b847bf8c298d1679?p=55a872b8df3d4fb58a281f09aadf7068&showMoveTo=true

스프링 시큐리티 인증 과정

[참고] 자바 https://gmlwjd9405.github.io/2018/09/14/process-vs-thread.html

해시맵과 해시 테이블 https://www.javatpoint.com/difference-between-hashmap-and-hashtable