아이템 84. 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말라. - ksw6169/effective-java GitHub Wiki

스레드 스케줄러에 의존적인 프로그램을 작성하지 마라.

  • 여러 스레드가 실행 중이면 운영체제의 스레드 스케줄러는 어떤 스레드를 얼마나 오래 실행할지 정한다.
  • 정상적인 운영체제라면 이 작업을 공정하게 수행하지만 구체적인 스케줄링 정책은 운영체제마다 다를 수 있다.
  • 따라서 잘 작성된 프로그램이라면 이러한 스레드 스케줄링 정책에 좌지우지돼서는 안된다.
  • 정확성이나 성능이 스레드 스케줄러에 따라 달라지는 프로그램이라면 다른 플랫폼에 이식하기 어려워지기 때문이다.

실행 가능한 스레드의 수를 적게 유지하라.

  • 견고하고 빠릿하고 이식성 좋은 프로그램을 작성하는 가장 좋은 방법은 실행 가능한 스레드의 평균적인 수를 프로세서 수보다 지나치게 많아지지 않도록 하는 것이다. 그래야 스레드 스케줄러가 고민할 거리가 줄어든다.
  • 실행 준비가 된 스레드들은 맡은 작업을 완료할 때까지 계속 실행되도록 만들자. 이런 프로그램이라면 스레드 스케줄링 정책이 아주 상이한 시스템에서도 동작이 크게 달라지지 않는다. (여기서 실행 가능한 스레드의 수와 전체 스레드 수는 구분해야 한다. 전체 스레드 수는 훨씬 많을 수 있고, 대기 중인 스레드는 실행 가능하지 않다.)

실행 가능한 스레드 수를 적게 유지하는 주요 기법

  • 실행 가능한 스레드 수를 적게 유지하는 주요 기법은 각 스레드가 무언가 유용한 작업을 완료한 후에는 다음 일거리가 생길 때까지 대기하도록 하는 것이다.
  • 스레드는 당장 처리해야 할 작업이 없다면 실행돼서는 안된다. 즉, 스레드는 절대 바쁜 대기(busy waiting) 상태가 되면 안된다. 공유 객체의 상태가 바뀔 때까지 쉬지 않고 검사해서는 안된다는 뜻이다. 바쁜 대기는 스레드 스케줄러의 변덕에 취약할 뿐 아니라, 프로세서에 큰 부담을 주어 다른 유용한 작업이 실행될 기회를 박탈한다. 피해야 할 극단적인 예로, CountDownLatch 를 잘못 구현한 코드를 살펴보자.
// 끔찍한 CountDownLatch 구현 - 바쁜 대기 버전 
public class SlowCountDownLatch {
    private int count;

    public SlowCountDownLatch(int count) {
        if (count < 0)
            throw new IllegalArgumentException(count + " < 0");
        this.count = count;
    }

    // 외부에서 이 Latch의 await()을 사용하면 Thread가 계속 실행 상태로 유지되게 된다.
    public void await() {
        while (true) {
            synchronized(this) {
                if (count == 0)
                    return; 
            }
        }
    }

    public synchronized void countDown() {
        if (count != 0)
            count--;
    }
}
  • 하나 이상의 스레드가 필요도 없이 실행 가능한 상태인 시스템은 흔하게 볼 수 있지만, 이런 시스템은 성능과 이식성이 떨어질 수 있다.

원활한 스레드 스케줄링을 위해 Thread.yield 는 사용하지 말자.

  • 특정 스레드가 다른 스레드들과 비교해 CPU 시간을 충분히 얻지 못해서 간신히 돌아가는 프로그램을 보더라도 Thread.yield 를 써서 문제를 고쳐보려는 유혹을 떨쳐내자. 증상이 어느 정도는 호전될 수도 있지만 이식성은 그렇지 않을 것이다.
  • 처음 JVM에서는 성능을 높여준 yield가 두 번째 JVM에서는 아무 효과가 없고, 세 번째에서는 오히려 느려지게 할 수도 있다.
  • 심지어 Thread.yield 는 테스트할 수단도 없다. 차라리 애플리케이션 구조를 바꿔 동시에 실행 가능한 스레드 수가 적어지도록 조치해주자.
  • 마찬가지로 스레드 우선순위를 조절하는 방법을 사용할 수 있으나, 이 또한 비슷한 위험이 따른다.

핵심 정리

  • 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말자. 견고성과 이식성을 모두 해치는 행위다.
  • 같은 이유로 Thread.yield 와 스레드 우선순위에 의존해서도 안된다. 이 기능들은 스레드 스케줄러에 제공하는 힌트일 뿐이다. (개발자가 의도한대로 동작함을 보장하지 않는다.)
  • 스레드 우선순위는 이미 잘 동작하는 프로그램의 서비스 품질을 높이기 위해 드물게 쓰일 수는 있지만, 간신히 동작하는 프로그램을 '고치는 용도'로 사용해서는 절대 안된다.

참고 자료

  • Effective Java 3/E