아이템 84. 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말라

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[84] 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말라

Thread Scheduler

• 여러 스레드가 실행 중이면, OS의 스레드 스케줄러가 어떤 스레드를 얼마나 오래 실행할지 결정한다
• OS 별로 구체적인 스케줄링이 다를 수 있고, 프로그램은 이 정책에 좌지우지 되어서는 안된다
• 이러한 정책에 좌지우지 되지 않는 프로그램이 좋은 프로그램이라고 볼 수 있다

이식성이 좋은 프로그램을 작성하는 방법

• 이식성이 좋은 프로그램

  • 정확성이나 성능이 스레드 스케줄러에 따라 달라지지 않는 프로그램

• 실행 가능한 스레드의 평균적인 수를 프로세서 수보다 지나치게 많아지지 않도록 하는 것

• 실행 중인 (혹은 가능한) 스레드 수 = 전체 스레드 - 대기중인 스레드 수

실행 가능한 스레드의 수 적게 유지하기

• 실행 준비가 된 스레드는 맡은 작업을 완료할 때까지 계속 실행되게 만들어야 한다
• 각 스레드가 유용한 작업을 완료한 후에 다음 일거리가 생길 때까지 대기하도록 한다 지금 당장 처리해야할 작업이 없다면 스레드는 실행되서는 안된다
• 스레드 풀 크기를 적절히 설정하고 작업은 짧게 유지하면 된다
• 하나의 스레드가 필요도 없이 실행 가능한 상태인 시스템은 성능과 이식성이 떨어질 수 있다

스레드는 절대 바쁜 대기 상태가 되면 안된다

Busy Waiting

• OS에서 원하는 자원을 얻기 위해 기다리는 것이 아닌 권한을 얻을 때 까지 확인하는 것을 의미한다
• CPU의 자원을 쓸 데 없이 낭비하므로 좋지 않은 스레드 동기화 방식이다
• 공유 객체의 상태가 바뀔 때까지 쉬지 않고 검사해서는 안된다
• 스레드 스케줄러의 변덕에 취약하고 프로세서에 큰 부담을 주어 다른 작업이 실행될 기회를 박탈한다

public class SlowCountDownLatch {
  private int count;

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

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

• await 를 보면 while문에서 상태를 계속 확인하는 것을 볼 수 있다

이식성이 나쁜 코드

Thread.yield 는 사용하지 말자

• yield 메소드를 호출한 스레드는 실행 대기 상태로 돌아가고 동일한 우선순위 또는 높은 우선순위를 갖는 다른 스레드가 실행 기회를 가질 수 있도록 한다
• 특정 스레드가 CPU 시간을 얻어내는 것에 효과가 있을지 모르지만, 이식성에서는 그렇지 않다 (JVM에 따라 성능이 달라질 수 있기 때문이다)
• 처음에는 JVM의 성능을 높여준 yield가 두번째, 세번째에서는 오히려 느려지게 할 수 도 있고, 테스트할 수단도 없다
• yield를 사용하기 보다는 어플리케이션 구조를 바꿔서 동시에 실행 가능한 스레드 수가 적어지도록 조치하자

스레드 우선순위를 조절하지 말자

• 스레드 우선순위는 자바에서 이식성이 가장 나쁜 특성에 속한다
• 심각한 응답 불가 문제를 스레드 우선 순위로 해결하려는 시도는 합리적이지 않다
• 따라서, 프로그램을 고치는 용도로 스레드 우선순위를 사용하지 말자