자바 동기화: synchronized와 volatile 키워드

개요

자바 동기화는 멀티 스레드 환경에서 동시에 사용되는 여러 개의 스레드가 서로 경합하지 않고, 제대로 동작할 수 있는 환경을 만들 수 있도록 하는 것을 말합니다. 이를 위해 동기화 기법을 사용합니다. 그 중 가장 흔하게 사용되는 기법이 ‘synchronized’와 ‘volatile’ 키워드를 통해 구현되는 것입니다. 이번 포스팅에서는 synchronized와 volatile 키워드가 무엇인지, 사용법과 차이점에 대해 알아보겠습니다.

(위 사진은 내용과 무관함 Pexels 제공 사진)

중점내용

1. 동기화란?

동기화는 여러 스레드가 동시에 접근하여 변경할 수 있는 공유 자원에 대한 충돌을 예방하기 위해 사용하는 기술을 말합니다. 동기화는 각 스레드가 자신의 변경이 다른 스레드의 변경이 반영되는 것을 보장하기 위해 필요합니다. 이를 위해 Java는 synchronized 키워드와 volatile 키워드를 제공합니다. synchronized 키워드는 다른 스레드가 접근하지 못하도록 하는 동기화 메커니즘을 제공하고, volatile 키워드는 변경된 값을 다른 스레드가 업데이트 할 수 있도록 합니다. 두 가지 키워드는 멀티 스레드 프로그램의 안정성과 성능을 향상시킬 수 있으며, 자바 개발자들의 빠른 성공을 위해 반드시 알아야 할 기술입니다.

2. synchronized 키워드

자바의 동기화는 여러 스레드가 같은 리소스를 동시에 사용하는 것을 방지하기 위해 필요한 기능입니다. 그 중 가장 널리 사용되는 키워드가 synchronized 키워드입니다. synchronized 키워드는 하나의 스레드가 접근하는 동안 다른 스레드는 그 리소스에 접근하지 못하게 합니다. 메소드 내부에서 synchronized 키워드를 사용하면 메소드를 실행하는 동안 다른 메소드는 실행할 수 없습니다. 객체 잠금과 같은 기능을 구현할 때도 synchronized 키워드를 사용합니다. 객체 잠금은 여러 스레드가 같은 객체에 대한 접근을 제한하기 위해 사용합니다. synchronized 키워드는 멀티 스레딩 프로그램의 안전함을 보장하는데 매우 중요합니다.

3. volatile 키워드

volatile 키워드는 하나의 메모리에 여러 스레드에 의해 접근되는 공유 변수를 보호하기 위해 사용하는 키워드이다. volatile 키워드는 메모리가 스레드 간 싱글톤 메모리로 사용되는 경우, 스레드가 변수를 읽고 쓰는 동안에도 최신 값을 가지고 있도록 해준다. 또한, 몇 가지 경우에는 멀티 스레드 프로그래밍에서 변수를 보호하기 위해 스레드간의 잠금이 걸리지 않도록 volatile 키워드를 사용할 수 있다. 따라서, 여러 스레드가 동시에 변수에 접근할 수 있다는 점을 이용하여 성능을 높이거나 병렬 처리를 할 수 있는 장점이 있다.

4. 비교 및 차이

자바 동기화의 두 가지 키워드인 synchronized와 volatile은 비교하기 위해 자주 사용되고 있습니다. synchronized는 객체 또는 메소드에 동기화를 적용하기 위해 사용되며, volatile은 변수를 스레드간 동기화를 위해 사용됩니다.

synchronized는 객체 또는 메소드 잠금을 걸어 스레드 안전성을 보장합니다. 하지만 volatile은 스레드간 동기화를 위해 사용되는 것이 아니라 값이 변경되는 것을 보장하기 위해 사용됩니다. 따라서 synchronized는 객체를 동기화를 위해 사용되고 volatile은 멤버 변수를 보호하기 위해 사용됩니다. 또한, synchronized는 스레드들이 서로 방해하지 않게 하기 위해 사용되며, volatile은 스레드들이 변수의 값이 변경되었는지 알 수 있게 하기 위해 사용됩니다.

두 가지 키워드 모두 스레드들 간 동기화를 위해 사용되지만, 목적은 다르며 사용되는 방법과 영향이 다릅니다.

5. 결론

동기화는 멀티 스레드 프로그래밍을 위해 필수적인 개념이며, synchronized와 volatile 키워드는 동기화를 구현하기 위한 두 가지 중요한 방법 중 하나입니다. 두 키워드는 다른 동기화 메커니즘과 달리 메모리 동기화 중심의 방법을 사용하여 멀티 스레드 프로그래밍의 안정성을 높일 수 있습니다. 따라서, synchronized 키워드는 메소드나 블록 단위에서 멀티 스레드 사이의 접근을 동기화하기 위해, volatile 키워드는 메모리의 값을 직접 변경하기 위해 사용합니다. 자바의 멀티 스레드 프로그래밍에서, 동기화를 위해 synchronized와 volatile 키워드를 적절히 사용해야합니다.

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마침말

자바의 동기화는 멀티스레드 프로그램을 작성하는 데 도움이 됩니다. 동기화는 멀티 스레드 프로그램에서 데이터를 공유하고 여러 스레드가 동시에 접근하는 것을 방지합니다. 동기화를 적용하는 방법으로는 synchronized 키워드와 volatile 키워드를 사용할 수 있습니다.

synchronized 키워드는 메소드 또는 블록에 사용하여 한 번에 하나의 스레드만 접근할 수 있도록 합니다. 동시에 여러 스레드가 메소드를 접근하면 메소드 실행이 중단되고 스레드가 동기화 될 때까지 기다리게 됩니다.

반면에 volatile 키워드는 하나의 스레드가 변수를 변경하면 다른 스레드의 변수도 변경되는 것을 보장합니다. 이 기능을 사용하면 다른 스레드가 변수를 업데이트할 때까지 기다리지 않고 변수를 사용할 수 있습니다.

동기화는 멀티 스레드 프로그램을 작성하는 데 매우 중요한 요소입니다. synchronized 키워드와 volatile 키워드는 멀티 스레드 프로그램을 작성할 때 동기화를 적용하는 방법으로 사용됩니다.