[JAVA] 멀티태스킹, 쓰레드, 소켓통신 (2023.04.13)

🎈멀티태스킹

다수의 작업을 동시에 처리하는 것

응용프로그램에서의 멀티태스킹 예 : 영상출력 + 소리출력 + 음량조절 + 영상재생/멈춤

응용프로그램은 보통 작업이 여러개가 동시 실행되어야 한다. 

 

🎈쓰레드(Thread)

작업을 할 때 필요한 하나의 실(제어)

한 가지 작업을 하기 위한 하나의 제어

쓰레드 하나 가지고는 하나의 작업만 가능

동시에 여러개의 작업을 하고 싶다면 여러개의 쓰레드가 필요하다.

 

로그인 A사용자 로그인 제어 - 작업 1개,

로그인 B사용자 로그인제어 - 작업 1개

같은 기능이더라도 사용자가 다르기 때문에 동시 작업이다 >> 쓰레드가 여러개 필요하다. 

 

쓰레드를 이해하기 위해서는 프로세스와 프로그램 단어에 대한 이해가 필요하다. 

쓰레드, 프로세스, 프로그램 3개는 세트

프로그램이 프로세스와 쓰레드를 아우르고, 프로세스가 쓰레드를 포함. 쓰레드가 가장 작은 단위

 

📖 프로그램

실행할 수 있는 파일

우리가 필요하면 실행 → 실행이 되어있는 상태일수도 있고, 실행이 안되어 있는 상태일 수 있다. 

실행되지 않으면 저장만 되어 있는 상태

실행하려면 os로부터 필요한 자원(메모리 등)을 할당 받아야 함.

 

📖 프로세스

프로그램이 실행되고 있는 상태 

실행이 되어서 운영체제로부터 필요한 자원을 할당 받은 상태

여러가지 작업을 하고 있다

 

📖 쓰레드

하나의 작업

할당받은 자원을 사용해서 작업을 실행

 

 

기본적으로는 하나의 프로세스에는 쓰레드가 하나만 존재할 수 있고, 프로세스 하나당 작업을 하나만 할 수 있다.

이를 보완하기 위한 방법 2가지가 멀티프로세싱과 멀티스레딩

 

쓰레드가 여러개 동작하기 위한 방법 2가지 : 멀티프로세싱, 멀티쓰레딩

자바는 멀티쓰레드가 가능하다는 특징을 가지고 있음. 

 

🎈멀티프로세싱(Multi Processing)

프로세스가 여러개 생기면서 쓰레드를 여러개 생성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하도록

프로세스가 여러개 → 쓰레드가 여러개 → 동시작업 처리 가능 

그런데 단점이 있음

프로세스는 OS의 자원을 할당 받아야 하므로 프로세스가 여러개이면 여러개의 자원이 필요

자원을 많이 사용할 수 있다(자원낭비)

 

🎈멀티스레딩(Multi threading)

하나의 응용프로그램을 동시처리가 가능한 여러 작업으로 분할하고 작업의 개수만큼 스레드를 생성하여 각 스레드로 하여금 하나의 작업을 처리하도록 하는 기법

원래는 프로세스 하나당 스레드 하나

프로세스 하나당 스레드가 여러개 동작할 수 있는 방식

작업의 개수만큼 스레드를 생성하는 기법

장점 : 자원 할당을 한 번만 받아서 자원을 쓰레드끼리 공유해서 사용 → 자원을 효율적으로 사용할 수 있음

 

 

🎈쓰레드 작성 방법

1. 쓰레드 클래스 활용

2. Runnable 인터페이스 활용

⚙ 클래스와 인터페이스의 차이점

클래스 

쓰레드가 가진 기능을 내가 쓰겠다 → 상속 활용

일반메서드는 기능이 이미 만들어져 있음.

만들어진 기능을 가져다 씀 

추상 메서드는 오버라이딩 필요

 

인터페이스

이미 정의가 되어 있는 구조 → 구현

틀만 있음

일반 메서드가 존재하지 않는다. (JAVA 8버전 이상부터는 일반메서드도 있을 수 있음. 그러나 잘 쓰진 않음)

추상메서드가 대부분 >> 오버라이딩 필요

특정한 틀을 지정하기 위해 사용

 

인터페이스의 활용 예) 게임
게임 시작, 게임 종료 기능을 무조건 만들어야 함. 
A개발자 - start(), end()
B개발자 - aaa(), bbb()
개발자들마다 기능의 이름을 다르게 만들 수 있음. 
C개발자 - start(), end() >> 오픈소스 여서 A 코드를 썻는데 유료로 전환 >>  B의 코드로 바꾸려고 함.
바꾸려면 start()는 aaa()로, 종료하려면 end()에서bbb()로 모두 바꿔야 함 >> 불편해 
그리서 미리 정의해 놓음. 무조건 게임시작은 (start로) 종료는 end로 정의시킴 (인터페이스)
그 다음 게임 만드는 사람은 이 인터페이스를 구현하면 됨.(기능 구현을 해주면 된다) 
기능은 조금씩 다를 수 있으나 이름은 같음

 

⚙ 쓰레드(Thread) 클래스 사용법

쓰레드 클래스를 상속 받아서 사용 (java.lang.Thread 클래스를 확장)

쓰레드 클래스의 run() 메서드를 오버라이딩해서 사용

start라는 메서드를 호출해야지만 run에 정의된 기능 사용 가능

기능 정의는 run 안에, 실행할 때는 start메서드를 호출해서 사용

 

⚙ Runnable 인터페이스 사용법

run() 메서드를 오버라이딩하여 실행할 기능 작성

인터페이스는 자기 기능이 없기 때문에 인터페이스 가지고는 객체 생성이 안된다. 

runnable 형 인자를 받는 생성자를 통해 별도의 쓰레드 객체 생성 후 start() 메서드 호출하여 run()에 정의된 기능 사용 가능

 

🎈채팅프로그램

📖 Thread

 

📖 Socket

데이터를 송신, 수신하는 입출구

 

 

서비스를 제공하는 주체 - 서버

서비스를 요청하는 주체 - 클라이언트

소켓은 클라이언트마다 가지고 있음

서버는 하나. 서버에 소켓은 여러개가 있는데 클라이언트 마다 연결

Port
한가지 기능(채팅, 메일, 파일전송 등)을 사용하기 위한 문
포트는 겹치면 안됨 
이미 지정되어 있는 포트는 사용할 수 없음
포트 안으로 들어오면 각각의 클라이언트에 연결하기 위한 소켓이 있다. 

 

📖 Stream 

무언가를 주고 받기 위한 통로

데이터를 주고받기 위해서 형성된 채널

데이터가 흘러가거나 흘러 들어오는 곳

데이터가 들어오는 통로 : Input Stream

데이터가 나가는 통로 : Output Stream 

 

📖 Buffer

일시적으로 데이터들을 기억시키는 장치 (임시기억공간)

데이터는 스트림을 통해 들어오고 버퍼에 저장. 처리는 가장 먼저온 것부터 처리할 수 있도록 저장. 하나하나 꺼내옴.