멀티 쓰레드 (Multi Thread)

길셔·2022년 1월 11일

Thread multi thread 멀티 쓰레드 쓰레드 출처: 김영한

Spring Web MVC

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1. 쓰레드란? 😊

요청이 있을 때 servlet을 호출해서 실행시킨 후 반환까지 작업을 진행하는데, 이때 호출하는 건 쓰레드이다.
애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것이 쓰레드이다.
- 📣프로그램 전체는 프로세스, 그 안에서 기능별로 돌아가는게 쓰레드
자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행
쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능
쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

2. 쓰레드 동작 순서

1) 단일 요청

평소 쓰레드는 동작안할 때는 준비된 상태로 가만히 있다가
클라이언트에서 요청이 들어오면 쓰레드는 할당받아 servlet을 호출하고 동작하고,
응답까지 마치고 쓰레드는 다시 휴식상태로 돌아간다.

2) 다중 요청

근데 만약 다중으로 요청이 들어오면?
쓰레드가 하나의 작업을 처리중에 있고, 나머지 다른 클라이언트에서 요청이 들어오면 쓰레기 대기 상태로 무한 대기를하는데, 만약 요청 1에서 오류가 나면?
모든 작업이 오류가 난다.
그래서 요청이 일어날 때마다 새로운 쓰레드를 만들어서 작업을 할 수도 있다.
🙂장단점😞
- 장점 🙂
  - 동시 요청을 처리할 수 있다.
  - 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능
  - 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
- 단점 😞
  - 쓰레드는 생성 비용은 매우 비싸다.
    - 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
  - 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
    - 📣 스위칭 비용 : cpu 코어가 쓰레드를 동작시킬때 쓰레드가 여러개면 작업을 수행하고 다음 쓰레드로 전활할 때 드는 비용을 컨텍스트 스위칭 비용이라고 한다.
  - 쓰레드 생성에 제한이 없다.
    - 고객 요청이 너무 많이 오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

3. 쓰레드 풀 ( Thread Pool )

그래서 이렇게 쓰레드 풀을 만들어놓고, 쓰레드 요청이 올때마다 할당 받아 동작한다.
필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)

만약 쓰레드가 모두 요청 받아 동작 중이면, 대기하거나 거절된다.
쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.
쓰레드 풀의 장점 🙂
- 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
- 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
실무팁!
- WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.
- 이 값을 너무 낮게 설정하면?
  - 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연
- 이 값을 너무 높게 설정하면?
  - 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
- 장애 발생시?
  - 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
  - 클라우드가 아니면 열심히 튜닝
- 쓰레드 풀의 적정 숫자
  - 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름
  - 성능 테스트
    - 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
    - 툴: 아파치 ab, 제이미터, nGrinder