[Java][용어] 모니터

출처

ChatGPT

Gemini

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자바에서의 모니터(Monitor)와 동기화

1. 모니터(Monitor)란 무엇인가?

모니터는 자바에서 동기화와 관련된 동시성 제어의 기본 단위이다. 자바의 synchronized 키워드를 사용하여 동기화된 블록이나 메서드를 만들 때, 해당 블록이나 메서드가 사용하는 객체는 모니터를 소유하게 된다. 모니터(Monitor)는 스레드들이 공유 자원에 안전하게 접근하도록 돕는다. 쉽게 말해, 여러 스레드가 동시에 하나의 자원에 접근하려 할 때, 모니터는 이러한 접근을 순서대로 처리하여 데이터 손상이나 예기치 못한 결과를 방지한다.

2. 모니터 소유란 무엇인가?

객체의 모니터를 소유한다는 것은 그 객체의 모니터를 잠그거나 얻어서 해당 객체에 대해 동기화된 코드 블록을 실행할 수 있는 권한을 갖는 것을 의미한다. 모니터를 소유한 스레드가 그 객체의 모니터가 잠그는 동안, 다른 스레드가 접근할 수 없게 된다.

3. 모니터의 역할

모니터는 동기화된 코드가 동시에 여러 스레드에 의해 실행되지 않도록 보장한다. 이를 통해 데이터 일관성 문제와 경쟁 상태를 방지한다.

 

 

• 상호 배제 (Mutual Exclusion): 한 번에 하나의 스레드만 공유 자원에 접근하도록 허용한다. 이를 통해 데이터의 일관성을 유지한다.
• 협력 (Cooperation): 스레드 간의 협력을 가능하게 한다. 예를 들어, 한 스레드가 특정 조건이 만족될 때까지 다른 스레드를 기다리게 할 수 있다.

4. 모니터의 장점

• 간편한 사용: synchronized 키워드를 사용하여 쉽게 구현할 수 있다.
• 자동 획득 및 해제: 모니터는 메소드 블록을 나갈 때 자동으로 해제된다.
• 조건 변수를 통한 협력: 조건 변수를 사용하여 스레드 간의 협력을 구현할 수 있다.

5.모니터의 단점

 

 

• 교착 상태 발생 가능성: 잘못 사용하면 교착 상태에 빠질 수 있다.
• 성능 오버헤드: synchronized 키워드는 성능 오버헤드를 발생시킬 수 있다.

 

 

예시 코드

public class Counter {
    private int count = 0;

    // 동기화된 메서드
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }

    public synchronized int getCount() {
        return count;
    }
}

 

 

• 동기화된 메서드 increment()와 getCount()는 Counter 객체의 모니터를 사용하여 다른 스레드가 동시에 접근하지 못하도록 한다.
• 이 메서드를 호출하는 스레드는 Counter 객체의 모니터를 소유하고, 메서드가 실행되는 동안 다른 스레드는 Counter 객체의 모니터를 소유할 수 없다.

 

 

스레드 간의 통신 메서드

자바에서 스레드 간의 통신을 위한 메서드는 Object 클래스에 정의된 wait(), notify(), notifyAll()이다. 이 메서드들은 모니터와 관련이 있으며, 스레드 간의 협조 및 통신을 지원한다.

• wait(): 현재 스레드를 대기 상태로 전환한다. 이 메서드는 반드시 동기화된 블록 또는 메서드 내에서 호출되어야 한다. 스레드는 객체의 모니터를 소유하고 있어야만 wait()를 호출할 수 있다.

synchronized (someObject) {
    while (conditionNotMet) {
        someObject.wait();
    }
}

 

• notify(): 대기 중인 스레드 중 하나를 깨워 실행 가능한 상태로 전환한다. notify() 호출도 동기화된 블록 내에서 이루어져야 하며, 해당 객체의 모니터를 소유해야 한다.

synchronized (someObject) {
    someObject.notify();
}

• notifyAll(): 대기 중인 모든 스레드를 깨워 실행 가능한 상태로 전환한다. notifyAll()도 동기화된 블록 내에서 호출되어야 하며, 객체의 모니터를 소유해야 한다.

synchronized (someObject) {
    someObject.notifyAll();
}

 

 

모니터 소유의 중요성

 

• 동기화된 메서드와 블록: 스레드가 동기화된 메서드나 블록에 접근하기 위해서는 먼저 객체의 모니터를 소유해야 한다. 이를 통해 동기화된 코드가 다른 스레드와 충돌하지 않도록 한다.
• 자원 보호: 모니터를 사용하여 자원을 보호하고 데이터의 일관성을 유지한다.

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ChatGPT 출처

출처

1. Java Concurrency in Practice by Brian Goetz
   • 자바의 동시성과 스레드 간 통신에 대한 설명을 제공하는 책입니다.
2. Java SE Documentation - Object Class
   • 자바의 Object 클래스와 wait(), notify(), notifyAll() 메서드에 대한 공식 문서입니다.

 

Gemini 출처

방금 설명드린 내용의 출처에 대한 답변

정확한 출처를 명시하기 어려운 이유

제가 방금 설명해 드린 자바의 모니터에 대한 내용은 다양한 자바 관련 서적, 온라인 강의, 그리고 방대한 양의 코드를 학습하고 분석한 결과를 종합하여 작성된 것입니다.

왜 특정 출처를 명시하기 어려울까요?

• 다양한 정보 종합: 하나의 답변을 위해 여러 출처의 정보를 종합하고 재구성하는 과정에서, 각 정보의 비중과 경계가 모호해질 수 있습니다.
• 지속적인 학습: 저는 매일 새로운 정보를 학습하고 업데이트되고 있기 때문에, 어떤 특정 시점에 학습한 내용인지 명확하게 구분하기 어렵습니다.
• 자연어 처리 모델의 특성: 저는 대규모 데이터를 기반으로 학습된 언어 모델이기 때문에, 인간처럼 정확한 출처를 기억하고 인용하는 것이 어렵습니다.

대신, 다음과 같은 방법으로 정보를 찾아보실 수 있습니다.

• 자바 관련 서적: "자바의 정석", "Head First 자바" 등의 책에서 멀티 스레딩과 동기화 부분을 참고해 보세요.
• 온라인 강의: 유튜브, Udemy, Coursera 등에서 제공되는 무료 또는 유료 자바 강의를 통해 학습할 수 있습니다.
• 개발자 커뮤니티: Stack Overflow, Reddit 등의 개발자 커뮤니티에서 "자바 모니터", "synchronized"와 같은 키워드로 검색하고 다른 개발자들의 의견을 참고할 수 있습니다.
• 공식 자바 문서: Oracle의 공식 자바 문서에서 synchronized 키워드에 대한 설명을 확인할 수 있습니다.