[Java] 스레드의 기능과 디버깅

1. 멀티스레딩의 개념

멀티스레딩은 하나의 프로그램 내에서 여러 작업을 동시에 실행할 수 있도록 하는 기법이다. Java에서는 Thread 클래스와 Runnable 인터페이스를 이용해 멀티스레드를 구현할 수 있다.
스레드를 활용하면 CPU 자원을 보다 효율적으로 사용하여 병렬 처리 및 응답성을 높일 수 있다.

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2. 새로운 스레드 생성하기

Java에서 새로운 스레드를 생성하려면 먼저 Thread 객체를 생성해야 한다. 생성자에 Runnable 인터페이스를 구현한 객체를 전달하고, Runnable 인터페이스의 run() 메서드에 스레드가 실행할 로직을 작성할 수 있다.

Thread thread = new Thread(new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // 운영체제에 의해 스케줄 되면 해당 스레드에서 실행될 로직
        System.out.println("run() 호출 : " + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println("Thread.currentThread().getPriority() = " + Thread.currentThread().getPriority());
        throw new RuntimeException("Intentional Exception");
    }
});

ㅅ

이 코드에서는 익명 클래스를 사용하여 Runnable 인터페이스를 구현하였으며, run() 메서드 내에서 스레드 이름과 우선순위를 출력한 후 의도적으로 예외를 발생시키는 로직을 담고 있다.

 

3. 스레드의 실행과 관리

스레드 시작

스레드를 생성한 후에는 start() 메서드를 호출해야 JVM이 새로운 스레드를 생성하고 운영체제에 전달하게 된다. 즉, 단순히 스레드 객체를 생성하는 것만으로는 스레드가 실행되지 않는다.

thread.start();

현재 실행 중인 스레드 확인

메인 스레드와 새로운 스레드의 실행 순서를 확인하기 위해, Thread.currentThread() 메서드를 사용해 현재 실행 중인 스레드 정보를 얻을 수 있다.

System.out.println("[새 스레드 시작 전] Thread.currentThread().getName() = " + Thread.currentThread().getName());

스레드 일시정지

Thread.sleep() 메서드를 이용하면 현재 스레드를 일정 시간 동안 일시정지시킬 수 있다. 이 경우, CPU 자원을 소모하지 않고 운영체제에 의해 해당 시간 동안 스케줄되지 않는다.

Thread.sleep(10000);

 

4. 스레드의 이름과 우선순위 설정

스레드 이름 변경

기본적으로 새로 생성된 스레드는 “Thread-0”과 같이 자동으로 이름이 지정된다. 그러나 의미 있는 이름을 설정하는 것이 디버깅과 관리에 도움이 된다.
이를 위해 setName() 메서드를 사용한다.

thread.setName("New Worker 스레드");

 

스레드 우선순위 설정

Java 스레드는 1부터 10까지의 우선순위를 지정할 수 있으며, 기본 우선순위는 Thread.NORM_PRIORITY이다.
특정 스레드의 응답성을 높이거나 중요도를 반영하기 위해 setPriority() 메서드를 사용한다.

thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //운선 순위 지정(10=max) => 응답성 높아짐

 

실행 중 getPriority() 메서드를 통해 우선순위를 확인할 수 있으며, 이를 통해 설정한 값이 올바르게 적용되었는지 검증할 수 있다.

5. 예외 처리 및 Uncaught Exception Handler

스레드 내에서 발생한 unchecked 예외가 적절히 처리되지 않으면 스레드 전체가 종료될 수 있는데,
이를 방지하기 위해 setUncaughtExceptionHandler() 메서드를 사용하여 예외 처리 핸들러를 등록할 수 있다.
예외 처리 핸들러는 해당 스레드에서 예외가 발생하여 catch 블록에서 처리되지 않은 경우 자동으로 호출된다.

thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler(){
    @Override
    public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
        System.out.println("스레드에서 치명적인 error 발생  = " + t.getName() + " \n발생 error = " + e.getMessage());
    }
});

 

6. 전체 코드

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                // 운영체제에 의해 스케줄 되면 해당 스레드에서 실행될 로직
                System.out.println("run() 호출 : " + Thread.currentThread().getName());
                System.out.println("Thread.currentThread().getPriority() = " + Thread.currentThread().getPriority());
                throw new RuntimeException("Intentional Exception");
            }
        });

        thread.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler(){
            @Override
            public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) {
                System.out.println("스레드에서 치명적인 error 발생  = " + t.getName() + " \n발생 error = " + e.getMessage());
            }
        });

        thread.setName("New Worker 스레드"); // 기본 Thread-0 대신 새 이름 지정
        thread.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 우선순위 지정 (10 = MAX)

        System.out.println("[새 스레드 시작 전] Thread.currentThread().getName() = " + Thread.currentThread().getName());
        thread.start(); // JVM이 새 스레드를 생성해 OS에 전달
        System.out.println("[새 스레드 시작 후] Thread.currentThread().getName() = " + Thread.currentThread().getName());

        // 현재 실행 중인 스레드를 일정 시간 동안 정지시킴 (CPU 소모 없음)
        Thread.sleep(10000);
    }
}

 

추가 - 디버깅과 스레드 관리

IDE를 활용하면 멀티스레딩 애플리케이션의 디버깅이 용이해진다.
디버그 모드에서 브레이크포인트를 설정하고 스레드 탭을 확인하면 현재 실행 중인 모든 스레드와 각 스레드의 스택 트레이스를 확인할 수 있다. 브레이크포인트에 도달하면 모든 스레드가 일시정지되므로, 각 스레드를 개별적으로 분석할 수 있다.

 

 

 

 

 

참고 자료:

Udemy - Java 멀티스레딩, 병행성 및 병렬 실행 프로그래밍 전문가 되기

https://docs.oracle.com/javase/10/docs/api/java/lang/Thread.State.html

Thread.State (Java SE 10 & JDK 10 )