Java 멀티스레드(Thread) 기초 가이드

 

이번 포스팅에서는 Java에서 스레드를 활용하는 방법을 배워보고

멀티스레드 프로그래밍을 이해하고, 실제 코드를 통해 실행 흐름과 성능 최적화 방법을 익혀보려 한다

 

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1. 멀티스레드란?

 

✅ 싱글스레드 vs 멀티스레드

• 싱글스레드: 한 번에 하나의 작업만 실행 (ex. StringBuilder)
• 멀티스레드: 여러 작업을 동시에 실행 (ex. StringBuffer)

 

✅ 멀티스레드의 장점

• CPU의 여러 코어를 활용하여 성능 최적화 가능
• 입출력(IO) 작업을 비동기 처리하여 응답 속도 개선

 

✅ 멀티스레드의 단점

• 동기화 문제 발생 가능 (synchronized 필요)
• 자원 관리가 어려워질 수 있음 (ExecutorService 활용)

 

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2. 예제 코드 분석

 

🏆 기본적인 멀티스레드 실행

 

public class ThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        /***********************************************************************/
        /***************************** 스레드 연습 ********************************/
        /***********************************************************************/
        
        System.out.println("작업 1 시작");
        Thread thread1 = new Thread(new Task());
        thread1.start(); // 새로운 스레드 실행

        System.out.println("작업 2 시작");
        Thread thread2 = new Thread(new Task());
        thread2.start(); // 또 다른 스레드 실행
        
        // 멀티스레드 최적화 코어 개수 설정
        int threadsForCPU = Runtime.getRuntime().availableProcessors() + 1;	// CPU 연산이 많은 경우
        int threadsForIO = (Runtime.getRuntime().availableProcessors() * 2) + 1;	// I/O 작업이 많은 경우
        System.out.println("CPU 작업용 스레드 수: " + threadsForCPU);
        System.out.println("I/O 작업용 스레드 수: " + threadsForIO);
        
        // ExecutorService를 사용한 멀티스레드 처리 (스레드 풀 3개)
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            executor.execute(() -> {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 작업 수행 중...");
            });
        }
        executor.shutdown(); // 모든 작업 요청 후 종료
        
        System.out.println("모든 작업 요청 완료");
    }

    // Runnable 인터페이스를 활용한 스레드 작업 정의
    static class Task implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 작업 중... " + i);
                try {
                    Thread.sleep(1000); // 1초 대기(작업 하나 하는데 걸리는 시간)
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

 

 

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3. 실행 결과 예상

 

작업 1 시작
작업 2 시작
CPU 작업용 스레드 수: 9
I/O 작업용 스레드 수: 17
모든 작업 요청 완료
Thread-0 작업 중... 0
Thread-1 작업 중... 0
Thread-0 작업 중... 1
Thread-1 작업 중... 1
...
pool-1-thread-1 작업 수행 중...
pool-1-thread-2 작업 수행 중...

 

🔹 Thread-0, Thread-1이 동시에 실행

🔹 ExecutorService를 활용한 스레드 풀에서 작업 수행

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4. Thread와 ExecutorService 차이점

 

 

방식	특징	사용 예
Thread	직접 생성 및 관리	간단한 스레드 실행
Runnable	Thread보다 가벼움, run() 메서드만 구현	멀티스레드 기본 작업
ExecutorService	스레드 풀을 사용하여 관리 효율적	대규모 병렬 처리, 안정적 관리

 

💡 멀티스레드 환경에서 직접 Thread를 생성하는 것보다 ExecutorService를 사용하는 것이 권장됨!

(스레드 개수를 제한하여 성능을 관리할 수 있기 때문)

 

 

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5. ExecutorService 활용법

 

 

✅ 1) 고정된 개수의 스레드 풀

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);
executor.execute(new Task());
executor.shutdown();

 

 

✅ 2) 캐시된 스레드 풀 (필요할 때 생성)

 

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
executor.execute(new Task());
executor.shutdown();

 

 

✅ 3) 단일 스레드 실행 (순차 처리)

 

ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
executor.execute(new Task());
executor.shutdown();

 

 

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6. 멀티스레드 꿀팁

 

✔ 1) 스레드 동기화 (synchronized)

 

class Counter {
    private int count = 0;
    
    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

 

💡 여러 스레드가 동시에 접근할 때 데이터 충돌을 방지

 

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✔ 2) Future를 활용한 비동기 작업 처리

 

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
    Thread.sleep(1000);
    return 42;
});
System.out.println(future.get()); // 1초 후 결과 출력
executor.shutdown();

 

💡 비동기 작업을 실행하고 결과를 나중에 가져올 수 있음!

 

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✔ 3) CountDownLatch를 활용한 스레드 동기화

 

CountDownLatch latch = new CountDownLatch(3);
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    executor.execute(() -> {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 작업 완료");
        latch.countDown(); // 하나의 작업 완료
    });
}

latch.await(); // 모든 작업이 끝날 때까지 대기
System.out.println("모든 작업 완료!");
executor.shutdown();

 

 

💡 여러 개의 스레드가 작업을 마칠 때까지 대기할 수 있음

 

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7. 마무리

📌 정리

✅ Thread, Runnable, ExecutorService를 활용하여 멀티스레드 프로그래밍 가능

✅ ExecutorService를 활용하면 스레드 관리를 더 효율적으로 할 수 있음

✅ synchronized, Future, CountDownLatch 등을 활용하여 동기화 문제 해결 가능

 

스레드 하나 잘쓰면 비용과 시간을 줄일 수 있기에 실무에서 아주 유용하고 자주 쓰이게 된다

고로 이후 포스팅에도 스레드에 관한 내용을 자주 다뤄보려고 한다!

 

 

 

학스의 개발일지

 

 

 

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