자바에서 쓰레드를 구현하는 방법과 동기화되는 과정을 설명하시오.

쓰레드?

• 자바에서 쓰레드를 어떻게 구현하는지 알아보기 전에 쓰레드에 대해서 간단히 정리하고 넘어가자.
• 쓰레드는 프로그램(프로세스)의 실행 흐름 정도로 표현할 수 있다.
• 하나의 프로세스에서 여래개의 쓰레드가 실행될 수 있다.
• 자바에서 쓰레드는 프로세스의 heap 영역을 공유한다.
• 자바에서 스택영역은 쓰레드별로 독립적으로 할당된다.

JVM 메모리 구조와 일반 프로그램 메모리 구조의 차이점은?

• 일반적으로 스레드는 프로세스의 코드,힙,데이터 영역을 공유한
• 자바 프로그램은 힙, 메소드 영역, 런타임 상수풀을 모든 쓰레드가 공유한다.
• 일반 프로그램은 실행되기 위해서는 OS의 제어아래에서 메모리를 제어하여 실행
• 자바 프로그램은 JVM이 운영체제로부터 메모리를 할당 받아 프로그램을 실행하는 구조이다.

쓰레드에서 스택영역을 독립적으로 할당하는 이유는?

• 메모리에서 스택영역은 함수 호출시 전달되는인자, 되돌아갈 주소값 및 함수 내에서 선언하는 변수등을 임시저장하기 위해 사용한다.
• 스택 메모리 공간이 독립적이라는 것은 독립적인 함수호출이 가능하다.
• 스레드는 독립적인 실행흐름을 보장하는데 이를 위해서 스택을 각 스레드별로 할당하는것이다.

자바에서 쓰레드를 구현하는 방법?

• Thread 클래스를 상속받는 방법
• Runnable 인터페이스를 구현하는 방법(다중 상속가능해서 일반적으로 많이 사용)

멀티 쓰레드 동기화 기법?

암시적 Lock

• 가장 간단하면서 쉬운 방법으로 Lock을 걸어버리는 것이다.
• Lock을 적용하면 하나의 스레드가 해당 메서드를 실행하고 있을 때 다른 메서드가 해당 메서드를 실행하지 못하고 대기
• 한 번에 하나의 스레드드만 접근하므로 병령성은 매우 낮아진다.

명시적 Lock

• synchronized 키워드 없이 사용하는 Lock
• 직접적으로 Lock객체를 생성하여 사용할 수 있다.
• lock()메서드를 사용할 경우 다른 스레드가 해당 lock()메서드 시작점에 접근하지 못하고 대기
• unlock()메서드를 실행해야 다른 메서드가 lock획득 가능

스레드 세이프한 객체 사용

• Concurrent 패키지
• AtomicInteger와 같은 클래스는 i++와 같은 연산을 단일연산으로 만든 메서드를 제공
• 내부적으로 스레드 세이프하게 구조화되어 있어 스레드 세이프한 프로그램을 만드는데 도움을 준다.

불변객체

• 스레드 세이프 프로그래밍을 하는 방법중 가장 효과적인 방법
• 스프링 객체처럼 한 번 만들면 그 상태가 변하지 않는 객체를 불변객체라고 한다.
• 내부적으로 상태가 없으므로 여러 스레드에서 동시에 참조해도 동시성 이슈가 발생하지 않는다.
• 불변 객체는 생성자로 모든 상태 갑승ㄹ 생성할 때 세팅하고, 객체의 상태를 변화 시킬 수 있는 부분을 모두 제거해야 한다.(setter를 만들지 않고 내부 상태가 변하지 않도록 final 선언)

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hashCode() 값이 모두 같다면 어떤 일이 벌어지나요? hashcode()와 equls()는 언제 사용하고 왜 사용하는지?

hashCode()?

• 자바의 hashCode()는 Object.hashCode()로 부터 상속받는다.
• int 형이기 때문에 2^32 까지 자료를 표현한다.
• 언제든 충돌이 발생할 수 있다.
• 해시코드는 객체를 구분하기위한 정수값
• 메모리 주소값과 다르다.

왜 객체를 구분하는가?

• 해쉬맵, 해쉬테이블에 저장하기위해서 hashCode()가 필요하다.
• 해쉬 자료구조에는 key,value로 자료를 저장하는데 이때 key값이 필요하다(고유한 식별번호)

equals() vs hashCode()

• equals() : 두 객체의 내용이 같은지 확인
• hashCode() : 두 객체가 같은 객체인지 확인
• 일반적으로 hash값 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 객체가 같은 객체인지도 확인해야하고 equals를 통해서 내용도 같은지 확인해야 한다.

결론

객체 A, 객체 B가 만약 같은 hashcode를 가지고 있다. 이때, hash 자료구조에 저장하는경우 어떤일이 발생할까? 두 객체는 서로 같은 hashcode를 가지고 있으므로 같은 bucket에 저장되고 equals()를 통해서 두개를 구분한다. hash자료구조에서 각각의 버킷은 연결리스트 형태이기 때문에 같은 해시코드를 가지는 여러개의 객체를 저장할 수 있다.

같은 해시코드를 가지는 객체들이 많아지게되면 연결리스트의 길이가 길어지게 된다. 이렇게 되면 hash자료구조의 장점인 검색속도가 떨어지기때문에 충돌을 최소화 시켜야한다.

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패러럴GC, G1GC의 차이점 설명해주세요

패러럴 GC는 old영역에서 살아 남은 객체를 식별하고 heap의 앞 부분부터 확인하여 살아있는 것만 남긴다(sweep) 그리고 각 객체들이 연속되게 쌓이도록 힙의 가장 앞부분부터 채워서 객체가 존재하는 부분과 존재하지 않는 영역으로 구분한다(compaction) Serial GC와 같은 방식이지만 GC를 처리하는 스레드가 여러개여서 메모리와 CPU 코어가 많을때 유리하다.

CMS GC는 기존 GC보다 JVM이 멈추는 시간을 줄기이 위해 고안되었다. 단점으로는 compaction을 진행하지 않기 때문에 메모리 파편화 문제가 발생한다.

G1GC는 heap영역을 2048개 region 영역으로 쪼개고 Eden,Survivor, Old, Permanent, Humongous, Available/Unused 상태로 지정이 가능하고. 데이터가 가장 많이 찬 region에서 GC가 발생한다.

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Spring의 AOP의 특징과 어드바이스 종류와 사용된 proxy 패턴에 대해 설명해보세요.

AOP는 횡단 관심사(Cross Cutting Concern)을 한 곳에서 모아서 처리하는 기술이다.

이때, 횡단괌시사를 실제로 구현해서 처리하는 부분을 어드바이스라고 한다.

스프링 AOP에서 제공되는 어드바이스의 종류는 아래와 같다.

• Before
• AfterReturning
• AfterThrowing
• After
• Around

자바에서 AOP는 Dynamic Proxy 혹은 CGLIB를 이용하는경우로 구분한다. Dynamic Proxy는 자바에서 리플렉션을 활용한 Proxy클래스를 사용해서 런타임시에 동적으로 기능을 추가한다. 해당 방식의 제약사항은 인터페이스를 통해서만 Proxy를 생성할 수 있다는 점이다. CGLIB를 이용하면 클래스의 프록시가 필요한 경우 활용할 수 있다. 반면 final클래스나 메소드는 advise할 수 없다.

스프링 AOP는 AspectJ 스타일로 제공한다. Pointcut을 파싱하고 매칭해주는 제한적인 AOP를 제공한다.

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스프링에서 @Transactional은 어떻게 동작하며 어떤 옵션이 있는가?

스프링 트랜잭션 동작원리

@Transactional 어노테이션을 기준으로 설명하면 트랜잭션은 Sprig AOP를 통해 구현되어 있다. 클래스,메소드에 @Transactional이 태깅되어 있으면 해당 클래스에 트랜잭션이 적용된 프록시 객체를 생성한다. 프록시 객체는 @Transactional이 포함된 메서드가 호출될 경우, 트랜잭션을 시작하고 commit or rollback을 수행한다. checkedException이나 예외가 없을 때는 Commit UncheckedException이 발생하면 RollBack

옵션

전파

트랜잭션 동작 도중 다른 트랜잭션을 호출하는 상황에 선택할 수 있는 옵션

Required

디폴트 속성, 부모 트랜잭션 내에서 실행하며 부모 트랜잭션이 없을 경우 새로운 트랜잭션을 생성한다.

Supports

이미 시작된 트랜잭션이 있으면 참여하고 그렇지 않으면 트랜잭션 없이 진행하게 만든다.

Requires_new

부모 트랜잭션을 무시하고 무조건 새로운 트랜잭션이 생성

Mandatory

REQUIRED와 비슷하게 이미 시작된 트랜잭션이 있으면 참여한다. 반면에 트랜잭션이 시작된 것이 없으면 새로 시작하는 대신 예외를 발생시킨다. 혼자서는 독립적으로 트랜잭션을 진행하면 안되는 경우에 사용한다.

Not_supported

트랜잭션을 사용하지 않게 한다. 이미 진행중인 트랜잭션이 있으면 트랜잭션을 보류시킨다.

Never

트랜잭션을 사용하지 않도록 강제한다. 이미 진행중인 트랜잭션도 존재하면 안된다 있다면 예외를 발생시킨다.

Nested

이미 진행중인 트랜잭션이 있으면 중첩 트랜잭션을 시작한다. 중첩 트랜잭션은 트랜잭션 안에 다시 트랜잭션을 만드는 것이다. 하지만 독립적인 트랜잭션을 만드는 REQUIRES_NEW와는 다르다. REQUIRED와 동일하게 작동하지만 중요한 차이점은 SAVEPOINT를 지정한 시점까지 롤백이 가능하다는 것이다.

readOnly

트랜잭션을 읽기 전용으로 설정할 수 있다. 성능을 최적화하기 위해 사용할수도 있고, 특정 트랜잭션 작업 안에서 쓰기 작업이 일어나는 것을 의도적으로 방지하기 위해 사용할 수도 있다. 일부 트랜잭션 매니저의 경우 읽기전용 속성을 무시하고 쓰기 작업을 허용할 수도 있기 때문에 주의해야 한다. 일반적으로 읽기 전용 트랜잭션이 시작된 이후 INSERT, UPDATE, DELETE 같은 쓰기 작업이 진행되면 예외가 발생한다.

우선순위

@Transactional은 우선순위를 가지고 있다. 클래스 메서드에 선언된 트랜잭션의 우선순위가 가장 높고, 인터페이스에 선언된 트랜잭션의 우선순위가 가장 낮다. 일반적으로 인터페이스보다는 클래스에 적용하는것을 권고한다.

클래스 메서드 -> 클래스 -> 인터페이스 메서드 -> 인터페이스

모드

Proxy Mode(default)

반드시 public 메서드에 적용되어야 한다. @Transactinal이 태깅되지 않은 public method에서 @Transactional이 태깅된 메서드를 호출할 경우 트랜잭션이 동작하지 않는다.

AspectJ Mode

public메서드가 아니여도 된다.

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스프링에서 인증과 인가를 처리하는 방식에 대해 설명해보세요.

• 인터셉터, 필터 활용

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SQL의 HINT를 설명해주세요.

SQL에 포함되서 쓰여지고 Optimizer의 실행 계획을 원하는 대로 바꿀 수 있게 해준다. Optimizer라고 해서 항상 최선의 실행 계획을 수립할 수는 없으므로 테이블이나 인덱스의 잘못된 실행 계획을 개발자가 직접 바꿀 수 있도록 도와주는 것이다.

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memcached보다 redis의 공통점과 차이점은?

Memcached는 본질적으로 고성능 분산 메모리 객체 캐싱 시스템이다. 동적 웹서비스의 DB 부하를 경감시키기 위한것이 주 목적이다. 반면, Redis는 key-value 기반의 다양한 자료구조를 포함하고 있기때문에 NoSQL 역할을 수행한다.

Redis는 CAP이론에서 CA를 만족한다( 고가용성,일관성)

Master-Slave, Clustering, Sentinel을 이용해서 고가용성과 일관성 을 보장한다.

(CAP이론 : 분산 컴퓨팅 시스템에서 일관성,가용성,지속성일 동시에 제공하는것은 불가능하고 두가지만 만족할 수 있다.)

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트랜잭션 격리 수준 (Isolation Level) 에 대해서 설명하세요.

트랜잭션의 격리성과 동시 처리 성능 사이의 Trade Off을 두고 4 level 격리수준이 생기게 되었다.

Read Uncommitted

• 어떤 트랜잭션이 처리한 작업이 완료되지 않았는데도 다른 트랜잭션에서 테이블 볼 수 있다.
• Dirty ready, Non-repeatable read, Phantom read 현상 발생

Read Committed

• 어떤 트랜잭션에서 처리한 작업이 commit이 안되어 있다면 다른 트랜잭션은 undo 영역에 있는 기존 값을 참고하여 보여 주게 된다.
• Non-Repeatable Read 문제 발생

Repeatable Read

• InnoDB Storage Enging은 트랜잭션이 Rollback될 가능성에 대비해 변경되기 전 레코드를 Undo 공간에 백업해 두고 실제 레코드 값을 변경(MVCC - Multi Version Concurrency Control)
• MVCC를 위해 undo 영역에 백업된 이전 데이터를 이용해 동일 트랜잭션 내에서는 동일한 결과를 보여줄 수 있도록 보장
• 팬텀리드

Serializable

• 읽기 작업도 공유 잠금을 획득해야 한다.
• 동시성이 중요한 DB에서는 거의 사용 x
• Phantom Read문제가 발생하지 않지만, inno db 스토리지 엔진에서는 repeatable read격리 수준에서도 이미 phantom read가 발생하지 않아서 굳이 serializable 사용할 필요 없다.