[JAVA] 멀티 쓰레드의 동기화(synchronization): 메서드, 메서드 내 블록에 synchronized 키워드를 붙이자!

 

 

💋 동기화 문제 발생

 

class SynchronizationTest {

    @Test
    void testSynchronized() throws InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
        SynchronizedMethods summation = new SynchronizedMethods();

        IntStream.range(0, 1000)
                .forEach(count -> executorService.submit(summation::calculate));
        executorService.awaitTermination(500, TimeUnit.MILLISECONDS);

        assertThat(summation.getSum()).isEqualTo(1000);
    }

    private static final class SynchronizedMethods {

        private int sum = 0;

        public void calculate() {
            setSum(getSum() + 1);
        }

        public int getSum() {
            return sum;
        }

        public void setSum(int sum) {
            this.sum = sum;
        }
    }
}

 

• 1000개의 쓰레드를 만들어, 각 쓰레드가 동일한 SynchronizedMethods 인스턴스의 sum 변수에 접근해 1씩 더하는 상황
• 예상대로라면 1000번 더하게 되므로, 결과가 1000이 나와야 하는데...!

• 이 테스트가 실패하는 이유는 SynchronizedMethods 클래스의 calculate() 메서드에서 여러 쓰레드가 동시에 접근하여 sum 변수를 수정하고 있는데, 이 때문에 동시에 수정하는 경우가 발생할 수 있기 때문
  • 동시에 수정하면, 같은 값에 +1을 하는 경우가 발생할 수 있다. 
  • 여러 쓰레드가 동시에 calculate() 메서드에 접근하여 getSum() 메서드를 호출하고, 각각의 결과에 1을 더한 값을 setSum() 메서드를 통해 sum 변수에 저장하려고 할 때, 동시에 접근하는 경우에는 한 쓰레드의 계산 결과가 다른 쓰레드에 의해 덮어씌워질 수 있다. 
• 따라서 동기화를 적용하여 한 번에 하나의 쓰레드만 접근하도록 해야 한다!!!

 

💋 동기화 문제 해결

✔ 메서드에 synchronized 키워드 추가

 

        public synchronized void calculate() {
            setSum(getSum() + 1);
        }

 

이렇게 하면, 이 메서드는 이제 한 번에 한 쓰레드만 접근할 수 있다. 

 

참고로, static 메서드에도 해당 키워드를 추가할 수는 있는데! 

static 메서드는 JVM에서 진짜 딱 1개만 관리하기 때문에, 딱 1개만의 쓰레드가 static synchronized 메서드에 접근할 수 있게 되므로, 이 부분이 병목이 되지 않도록 특히 주의해야 한다. 

 

 

✔ 메서드 내부 블록에 synchronized 키워드 추가

        public void calculate() {
            synchronized (this) {
                setSum(getSum() + 1);
            }
        }

 

메서드 전체에 한 번에 딱 1개의 쓰레드가 접근하도록 하는건 부담스러울 수도 있다. 

이렇게 블록으로 일부만 synchronized되도록 만들 수 있다! 

 

이건 나의 개인적으로 궁금했던 점

 

💋 참고자료

• https://www.youtube.com/watch?v=vp0Gckz3z64
• https://www.baeldung.com/java-synchronized

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