[OOP] 객체의 불변성과 스레드 안정성

출처

ChatGPT

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객체의 불변성이 이는 스레드 안정성과 관련된 문제를 줄일 수 있는 이유를 깊이 있게 이해하려면, 불변성과 스레드 안전성이 어떻게 상호작용하는지를 알아야 한다.

불변성이란 무엇인가?

불변성(Immutability)은 객체의 상태가 한 번 설정되면 변경될 수 없는 성질을 의미한다. 즉, 객체의 모든 필드가 final이거나 읽기 전용으로 설정되어, 생성 후에는 값을 변경할 수 없게 만드는 것이다다. 불변성은 여러 가지 장점을 제공합니다:

1. 안전한 공유 : 불변 객체는 여러 스레드 간에 안전하게 공유될 수 있다. 왜냐하면 어떤 스레드도 객체의 상태를 변경할 수 없기 때문이다.
2. 단순한 설계 : 불변성은 객체 설계를 단순하게 만든다. 객체 상태 변화를 추적할 필요가 없기 때문에, 객체 사용자가 추가적인 동기화나 상태 관리 로직을 구현할 필요가 없다.
3. 일관성 보장 : 불변 객체는 언제나 일관된 상태를 유지한다. 생성자에서 한번 설정된 값들은 이후에 절대로 변경되지 않으므로, 일관된 동작을 보장한다.

불변성과 스레드 안전성

스레드 안전성(Thread Safety)은 여러 스레드가 동시에 객체를 사용해도 상태가 손상되지 않도록 보장하는 성질입니다. 불변성은 스레드 안전성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.

1. 경합 조건 회피

불변 객체는 여러 스레드가 동시에 접근해도 경합 조건(Race Condition)을 발생시키지 않는다. 왜냐하면 상태 변경이 일어나지 않기 때문이다.

2. 동기화 불필요

불변 객체는 상태 변경을 허용하지 않으므로, 동기화(Synchronization)가 필요 없다. 이는 성능을 향상시키고, 코드 복잡성을 줄인다.

3. 예측 가능한 상태

불변 객체의 상태는 예측 가능하며, 사용자는 객체가 항상 일관된 상태를 유지한다고 믿을 수 있습니다. 이는 스레드 간의 불일치 문제를 줄여준다.

 

스레드 안전성과 성능

불변성을 통해 스레드 안전성을 확보하면, 다음과 같은 성능 이점이 있다:

1. 낮은 동기화 비용

동기화를 사용하지 않으므로, 불필요한 오버헤드가 줄어든다.

2. 성능 최적화

스레드 간 경쟁이 없으므로, CPU 자원을 보다 효율적으로 사용한다.

3. 가독성과 유지보수성

코드가 간단하고 명확해져, 가독성과 유지보수성이 향상된다.

결론

DI의 생성자 주입은 객체를 불변으로 설계하는 데 큰 도움을 준다. 불변 객체는 스레드 간 안전하게 공유될 수 있고, 상태 변경으로 인한 복잡성을 줄이며, 성능을 향상시킨다. 이러한 이유로 생성자 주입은 객체 지향 프로그래밍에서 많이 선호되는 설계 패턴 중 하나이다.
이를 통해 시스템의 안정성을 높이고, 코드의 유지보수성을 향상시킬 수 있다. 이러한 원칙은 특히 대규모 애플리케이션에서 여러 개발자가 동시에 작업할 때, 코드의 일관성과 신뢰성을 보장하는 데 중요하다.