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진소희

1. 📌 핵심 개념 정리

✅ 요약하기

동시성과 깔끔한 코드는 양립하기 어렵다.

  1. 동시성이 필요한 이유?
    • 동시성은 결합을 없애는 전략이다. 즉, 무엇과 언제를 분리하는 전략이다. 스레드가 하나인 프로그램은 무엇과 언제가 서로 밀접하다.
    • 무엇과 언제를 분리하면 애플리케이션 구조와 효율이 극적으로 나아진다. 따라서 시스템을 이해하기가 쉽고 문제를 분리하기도 쉽다.
    • 예를 들어, 웹 애플리케이션이 표준으로 사용하는 서블릿 모델을 살펴보자. 서블릿은 웹 혹은 EJB 컨테이너라는 우산 아래서 돌아가는데, 이들 컨테이너는 동시성을 부분적으로 관리한다. 웹 요청이 들어올 때마다 웹 서버는 비동기식으로 서블릿을 실행한다. 서블릿 프로그래머는 들어오는 모든 웹 요청을 관리할 필요가 없다. 원칙적으로 각 서블릿 스레드는 다른 서블릿 스레드와 무관하게 자신만의 세상에서 돌아간다.
    • 다른 예시로, 매일 수많은 웹 사이트에서 정보를 가져와 요약하는 정보 수집기를 생각해보자. 만약 수집기가 단일 스레드 프로그램이라면 한 번에 한 웹 사이트를 방문해 정보를 가져오며, 이 과정에서 한 사이트를 끝내야 다른 사이트로 넘어잔다. 매일 실행하므로 24시간 안에 끝내야 한다. 그런데 웹 사이트를 계속 추가하면 정보를 수집하는 시간도 늘어나므로 결국은 24시간을 넘긴다.
    • 또 다른 예시로, 한 번에 한 사용자를 처리하는 시스템이 있다고 가정하자. 한 사용자를 처리하는 시간은 1초다. 사용자가 소수라면 시스템이 아주 빨리 반응한다. 하지만 사용자 수가 늘어날수록 시스템이 응답하는 속도도 늦어진다.
    • 미신과 오해
      • 이렇듯 반드시 동시성이 필요한 상황이 존재한다. 하지만, 동시성은 어렵다.
      • 동시성은 항상 성능을 높여준다: 동시성은 때로 성능을 보여준다. 대기 시간이 아주 길어 여러 스레드가 프로세서를 공유할 수 있거나, 여러 프로세서가 동시에 처리할 독립적인 계산이 충분히 많은 경우에만 성능이 높아진다. 어느 쪽도 일상적으로 발생하는 상황은 아니다.
      • 동시성을 구현해도 설계는 변하지 않는다 : 단일 스레드 시스템과 다중 스레드 시스템은 설계가 판이하게 다르다. 일반적으로 무엇과 언제를 분라하면 시스템 구조가 크게 달라진다.
      • 웹 또는 EJB 컨테이너를 사용하면 동시성을 이해할 필요가 없다 : 실제로는 컨테이너가 어떻게 동작하는지, 어떻게 동시 수정, 데드락 등과 같은 문제를 피할 수 있는지를 알아야만 한다.
    • 동시성은 다소 부하를 유발한다 : 성능 측면에서 부하가 걸리며, 코드도 더 짜야 한다
    • 동시성은 복잡하다 : 간단한 문제라도 동시성은 복잡하다.
    • 일반적으로 동시성 버그는 재현하기 어렵다 : 그래서 진짜 결함으로 간주되지 않고 일회성 문제로 여겨 무시하기 쉽다.
    • 동시성을 구현하려면 흔히 근본적인 설계 전략을 재고해야 한다.
  1. 난관
    • 동시성을 구현하기 어려운 이유는 무엇일까?
    • 두 스레드가 같은 변수를 동시에 참조하면 놀라운 결과가 발생한다.
    • 두 스레드가 자바 코드 한 줄을 거쳐가는 경로는 수없이 많은데, 그 중에서 일부 경로가 잘못된 결과를 내놓기 때문이다.
  1. 동시성 방어 원칙
    • 단일 책임 원칙
      • SRP는 주어진 메서드/클래스/컴포넌트를 변경할 이유가 하나여야 한다는 원칙이다. 동시성은 복잡성 하나만으로도 따로 분리할 이유가 충분하다.
      • 즉, 동시성 관련 코드는 다른 코드와 분리해야 한다는 뜻이다.
      • 동시성 코드는 독자적인 개발, 변경, 조율 주기가 있다
      • 동시성 코드에는 독자적인 난관이 있다. 다른 코드에서 겪는 난관과 다르며 훨씬 어렵다.
      • 잘못 구현한 동시성 코드는 별의별 방식으로 실패한다. 주변에 있는 다른 코드가 발목을 잡지 않더라도 동시성 하나만으로도 충분히 어렵다.
      • 권장사항: 동시성 코드는 다른 코드와 분리하라.
    • 따름 정리: 자료 범위를 제한하라
      • 객체 하나를 공유한 후 동일 필드를 수정하는 두 스레드가 서로 간섭하므로 예상치 못한 결과를 내놓기 때문에, 이러한 문제를 해결하는 방안으로 공유 객체를 사용하는 코드 내 임계영역을 synchronized 키워드로 보호하라고 권장한다.
      • 공유자료를 수정하는 위치가 많을수록 다음 가능성이 커진다.
        • 보호할 임계영역을 빼먹는다. 그래서 공유 자료를 수정하는 모든 코드를 망가뜨린다.
        • 모든 임계영역을 올바로 보호했는지(DRY 위반) 확인하느라 똑같은 노력과 수고를 반복한다.
        • 그렇지 않아도 찾아내가 어려운 버그가 더욱 찾기 어려워진다.
      • 권장사항: 자료를 캡슐화하라. 공유자료를 최대한 줄여라.
    • 따름 정리: 자료 사본을 사용하라
      • 공유 자료를 줄이려면 처음부터 공유하지 않는 방법이 제일 좋다. 어떤 경우에는 객체를 복사해 읽기 전용으로 사용하는 방법이 가능하다. 어떤 경우에는 각 스레드가 객체를 복사해 사용한 후 한 스레드가 해당 사본에서 결과를 가져오는 방법도 가능하다.
      • 사본으로 동기화를 피할 수 있다면 내부 잠금을 없애 절약한 수행 시간이 사본 생성과 가비지 컬렉션에 드는 부하를 상쇄할 가능성이 크다.
    • 따름 정리: 스레드는 가능한 독립적으로 구현하라
      • 자신만의 세상에 존재하는 스레드를 구현한다. 즉, 다른 스레드와 자료를 공유하지 않는다. 각 스레드는 클라이언트 요청 하나를 처리한다. 모든 정보는 비공유 출처에서 가져오며 로컬 변수에 저장한다.
      • 권장사항: 독자적인 스레드로, 가능하면 다른 프로세서에서, 돌려도 괜찮도록 자료를 독립적인 단위로 분할하라.
  1. 라이브러리를 이해하라
    • 자바 5는 동시성 측면에서 이전 버전보다 많이 나아졌다. 자바 5로 스레드 코드를 구현한다면 다음을 고려
      • 스레드 환경에 안전한 컬렉션을 사용한다. 자바 5부터 제공한다
      • 서로 무관한 작업을 수행할 때는 executor 프레임워크를 사용한다
      • 가능하다면 스레드가 차단되지 않는 방법을 사용한다
      • 일부 클래스 라이브러리는 스레드에 안전하지 못하다

    • 스레드 환경에 안전한 컬렉션

  1. 실행 모델을 이해하라

  1. 동기화하는 메서드 사이에 존재하는 의존성을 이해하라

  1. 동기화하는 부분을 작게 만들어라

  1. 올바른 종료 코드는 구현하기 어렵다

  1. 스레드 코드 테스트하기

2. 🤔 이해가 어려운 부분

🔍 질문하기

책을 읽으며 이해하기 어려웠던 개념이나 명확하지 않았던 내용을 정리합니다.

  1. 동시성 방어 원칙
    • 어려웠던 부분
      DRY 위반
    • 궁금한 점
      해당 개념이 어떤 원리로 동작하는지, 실무에서 어떻게 활용되는지 등을 질문 형태로 정리합니다.

3. 📚 참고 사항

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관련된 자료가 있다면 공유하고, 더 깊이 논의하고 싶은 아이디어나 의견을 정리합니다.

  1. 관련 자료 공유
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  1. 논의하고 싶은 주제
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