[ Knowledge ] Thread Safe란?

Thead Safe

 

스레드 안전(thread 安全, 영어: thread safety)은 멀티 스레드 프로그래밍에서 일반적으로 어떤 함수나 변수, 혹은 객체가 여러 스레드로부터 동시에 접근이 이루어져도 프로그램의 실행에 문제가 없음을 뜻한다. 보다 엄밀하게는 하나의 함수가 한 스레드로부터 호출되어 실행 중일 때, 다른 스레드가 그 함수를 호출하여 동시에 함께 실행되더라도 각 스레드에서의 함수의 수행 결과가 올바로 나오는 것으로 정의한다.

 

HashMap는 thread-safe한가?

결론 부터 말하자면 HashMap은 thread-safe하지 않다. 이유는 여러 스레드가 동일한 HashMap 객체에 액세스하고 HashMap(put(), remove() 메서드) 구조를 수정하려고 하면 HashMap의 상태가 일치하지 않을 수 있기 때문입니다.

HashMap을 멀티 스레드 환경에서 사용하려면 동기화된 블록 내에 동기화(Synchronize)된 블록 내에 관련 코드를 작성하거나 외부 잠금 구현을 사용해야합니다. 그러나 이 경우 적절한 주의를 기울이지 않으면 오류 및 교착 상태 상황이 발생할 가능성이 높습니다.

따라서, HashMap은 멀티 스레드 환경에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 대신 HashMap과 비슷한 thread-safe한 컬렉션은 다음과 같이 있습니다.

• HashTable
• Collections.SynchronizedMap
• ConcurrentHashMap

3개 모두 thread-safe 합니다. 그 중 ConcurrentHashMap 는 나머지 두 개보다 더 나은 성능을 제공합니다.

 

 

HashTable

• HashTable의 thread-safe는 JDK 1.1부터 사용 가능한 레거시 클래스입니다.
• 한 번에 하나의 스레드만 읽거나 쓸 수 있습니다.
  • 즉, 스레드는 전체 HashTable 인스턴스에서 잠금(Lock)이 수반됩니다.
  • 좀 더 설명을 하자면 메서드 호출 전에 쓰레드간 동기화 락(Lock)을 걸기 때문에 멀티 쓰레드(Multi-Thread) 환경에서도 데이터의 무결성을 보장합니다.
  • 이는 성능 저하의 원인 으로 멀티 스레드 아키텍쳐의 장점을 활용할 수 없습니다.

Collections.SynchronizedMap

• HashMap을 사용하고도 동기화 문제를 해결할 수 있는 방법입니다.
• 어떤 Map 인터페이스(동기화를 지원하지 않는 Map이더라도)를 사용하더라도 SynchronizedMap으로 랩핑(Wrapping)하여 주면 해당 Map객체는 동기화 맵(Synchronized Map)이 됩니다.
• SynchronizedMap은 util 클래스의 static inner class 입니다. (java.util.Collections)
• HashTable 인터페이스를 사용하는 것보다 더 빠른 처리 속도를 가집니다.

ConcurrentHashMap

• JAVA 1.5 부터는 ConcurrentUtil 이라는 인터페이스를 기본으로 제공합니다.
• ConcurrentHashMap의 검색 작업(get 포함)은 Lock이 이루어지지 않으며 갱신 작업(put 및 remove 포함)과 동시에 수행 될 수 있습니다.
• ConcurrentHashMap는 SynchronizedMap 으로 감싸진 HashMap 이나 HashTable 보다 더 빠른 속도를 보입니다.
  • 그 이유는 ConcurrentHashMap은 동기화 시, Map 전체에 동기화 락을 걸지 않고, Map을 여러 조각으로 쪼개어 부분부분 락을 거는 형태로 구현되어 있기 때문입니다.
• (멀티 쓰레드 환경에서) 쓰레드 간의 경쟁이 심한 경우, 훨씬 더 효율적입니다.
• ConcurrentHashMap의 검색은 검색 method가 실행되는 시점에 가장 최근에 완료된 갱신 작업의 결과를 반영한다.

 

출처 : https://doorisopen.github.io/developers-library/Java/2020-07-08-java-hashmap-and-thread-safe