[교재 EffectiveJava] 아이템 84. 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말라

스레드 스케줄러(Thread Scheduler)

여러 스레드가 실행 중이면 운영체제의 스레드 스케줄러가 어떤 스레드를 얼마나 오래 실행할지 정한다. 정상적인 운영체제라면 이 작업을 공정하게 수행하지만 구체적인 스케줄링 정책은 운영체제마다 다를 수 있다. 따라서 잘 작성된 프로그램이라면 이 정책에 좌지우지돼서는 안된다. 정확성이나 성능이 스레드 스케줄러에 따라 달라지는 프로그램이라면 다른 플랫폼에 이식하기 어렵다.

 

실행 가능한 스레드의 평균적인 수를 프로세서 수보다 지나치게 많아지지 않도록 하는것이 중요하다. 그래야 스레드 스케줄러가 고민할 거리가 줄어든다. 실행 준비가 된 스레드들은 맡은 작업을 완료할때까지 계속 실행되도록 만들자. 

여기서 실행 가능한 스레드의 수와 전체 스레드 수는 구분해야한다. 전체 스레드 수는 훨씬 많을 수 있고, 대기중인 스레드는 실행 가능하지않다. 

 

 

실행 가능한 스레드 수를 적게 유지하는 주요 기법

실행 가능한 스레드 수를 적게 유지하는 주요 기법은 각 스레드가 무언가 유용한 작업을 완료한 후에는 다음 일거리가 생길길때까지 대기하도록 하는 것이다. 스레드는 당장 처리해야 할 작업이 없다면 실행돼서는 안된다. 

실행자 프레임워크로 예시를 들면, 스레드 풀 크기를 적절히 설정하고 작업은 짧게 유지하면 된다. 단, 너무 짧으면 작업을 분배하는 부담이 오히려 성능을 떨어뜨릴 수 있다.

 

 

절대 바쁜 대기(busy waiting)

스레드는 절대 바쁜 대기(busy waiting) 상태가 되면 안된다. 공유 객체의 상태가 바뀔때까지 쉬지 않고 검사해서는 안된다는 뜻이다. 바쁜 대기는 스레드 스케줄러의 변덕에 취약하며, 프로세서에 큰 부담을 주어 다른 유용한 작업이 실행될 기회를 박탈한다. 

 

CountDownLatch 구현 - 바쁜 대기 버전

package com.java.effective.item84;

public class SlowCountDownLatch {
    private int count;

    public SlowCountDownLatch(int count) {
        if (count < 0)
            throw new IllegalArgumentException(count + " < 0");
        
        this.count = count;
    }

    public void await() {
        while (true) {
            synchronized(this) {
                if (count == 0)
                    return;
            }
        }
    }
    
    public synchronized void countDown() {
        if (count != 0)
            count--;
    }
}

 

컴퓨터에서 래치를 기다리는 스레드를 1,000개 만들어 자바의 CountDownLatch와 비교해보면 약 10배 정도 느리다. 하나 이상의 스레드가 필요도 없이 실행 가능한 상태가 유지되면서 이런 시스템은 성능과 이식성이 떨어진다. 

 

 

yield : 이식성이 나쁜 특성

특정 스레드가 다른 스레드들과 비교해 CPU 시간을 충분히 얻지 못해서 간신히 돌아가는 프로그램을 보더라도, Thread.yield(다른 스레드에게 실행을 양보)를 써서 문제를 고쳐내려는 유혹을 떨쳐내자. 증상이 어느정도는 호전될 수 있지만 이식성은 그렇지 않다. yield는 테스트할 수단도 없다. 차라리 애플리케이션 구조를 바꿔 동시에 실행 가능한 스레드 수가 적어지도록 조치하자. 

 

스레드 우선순위는 자바에서 이식성이 가장 나쁜 특성에 속한다. 스레드 몇 개의 우선순위를 조율해서 애플리케이션의 반응 속도를 높이는 것도 일견 타당할 수 있으나, 정말 그래야 할 상황은 드물고 이식성이 떨어진다. 

심각한 응답 불가 문제를 스레드 우선순위로 해결하려는 시도는 절대 합리적이지 않다.