Java에는 동시성을 다루기 위해서 wait와 notify를 지원하지만 이 메서드들은 Java 5부터 지원하는 다양한 동시성 유틸리티 덕분에 wait와 notify를 사용할 이유가 줄었음

wait와 notify

• wait

  갖고 있는 고유 락을 해제하고 스레드를 잠들게하는 메서드.

  호출하는 메서드가 반드시 고유 락을 가지고 있어야 사용이 가능함

  synchronized 블록 내부에서 호출이 되지 않으면 IllegalMonitorStateException 발생

• notify

  잠들어 있던 스레드 중 임의로 하나를 골라 깨우는 메서드.

  단, notify는 잠들어 있는 스레드 중 어떤 스레드를 깨울지 선택할 수 없으므로 보통 notifyAll을 사용

• notifyAll

  잠들어 있던 스레드 모두를 깨우는 메서드

• wait 예시

  synchronized (obj) {
  	while(condition) {
  		obj.wait();
  	}
  	// ...
  }
  

  • wait 전에 조건을 검사하여 조건이 이미 충족되었다면 wait를 건너뛰도록 만드는 것
  • wait를 호출할 때는 반드시 대기 반복문 wait loop 내에서 호출을 해야하며 반복문 밖에서는 호출하면 안됨

• 조건을 만족하지 않아도 스레드가 깨어날 수 있는 상황

  • 스레드가 notify를 호출한 다음 대기중이던 스레드가 깨어난 사이에 다른 스레드가 락을 얻어 그 락이 보호하는 상태를 변경하는 경우
  • 조건이 만족하지 않았음에도 다른 스레드가 실수로 혹은 악의적으로 notify를 호출하는 경우
  • 대기 중인 스레드 중 일부만 조건이 충족되어도 notifyAll로 모든 스레드를 깨울 수 있음
  • 대기 중인 스레드가 드물게 notify 없이도 깨어날 수 있음 (허위 각성spurious wakeup )

example

public class Data {
    private String packet;

    private boolean transfer = true;

    public synchronized void send(String packet) {
        while (!transfer) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e)  {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        transfer = false;

        this.packet = packet;
        notifyAll();
    }

    public synchronized String receive() {
        while (transfer) {
            try {
                wait();
            } catch (InterruptedException e)  {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        transfer = true;

        notifyAll();
        return packet;
    }
}

• Data에는 send와 receive 메서드가 존재하는데 이들 메서드에 synchronized 키워드를 붙임으로써 락을 얻을 수 있도록 했음
• transfer가 true일때는 send가 가능하고 false일때는 receive만 가능

public class Sender implements Runnable {
    private Data data;

    public Sender(Data data) {
        this.data = data;
    }

    @Override
    public void run() {
        String packets[] = {
                "First packet",
                "Second packet",
                "Third packet",
                "Fourth packet",
                "End"
        };

        for (String packet : packets) {
            data.send(packet);

            // Thread.sleep() to mimic heavy server-side processing
            try {
                Thread.sleep(ThreadLocalRandom.current().nextInt(1000, 5000));
            } catch (InterruptedException e)  {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
}

public class Receiver implements Runnable {
    private Data load;

    public Receiver(Data load) {
        this.load = load;
    }

    public void run() {
        for(String receivedMessage = load.receive();
            !"End".equals(receivedMessage);
            receivedMessage = load.receive()) {

            System.out.println(receivedMessage);

            try {
                Thread.sleep(ThreadLocalRandom.current().nextInt(1000, 5000));
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Data data = new Data();
    Thread sender = new Thread(new Sender(data));
    Thread receiver = new Thread(new Receiver(data));

    sender.start();
    receiver.start();
}

Sender와 Receiver는 위와 같고 각각 Runnable을 구현하여 하나의 스레드에서 실행할 수 있도록 만들었음

• Sender가 제공하는 데이터 순서대로 receiver가 받음

⇒ 이를 만족하기 위해서 synchronized와 wait, notifyAll을 올바르게 사용하는 것이 매우 까다롭고 복잡함 +  synchronized를 통한 락은 성능 저하도 일으킴