[Java] 스레드 풀(Thread Pool)(2)

이번 글에서는 스레드 풀이 처리한 작업 결과를 애플리케이션에게 전달하는 작업 완료 통보 받기에 대해 알아보자.

​작업 완료 통보 받기는 블로킹 방식의 작업 완료 통보 받기, 작업 완료 순으로 통보 받기, 콜백 방식의 작업 완료 통보 받기, 3가지의 방법이 존재한다.

​

먼저 블로킹 방식의 작업 완료 통보 받기이다.

​블로킹 방식은 요청한 결과가 올 때까지 기다리는 방식을 의미한다. 작업을 요청하는 메서드 중 submit() 메서드는 작업 처리 결과를 반환한다고 하였다. 이때 Future라는 객체를 반환한다.

 

Future 객체는 작업 결과가 아니라 지연 완료(pending completion) 객체라고 불리며 작업이 완료될 때까지 기다렸다가 최종 결과를 얻기 위해서 사용된다.

​get() 메서드를 호출하면 스레드가 작업을 완료할 때까지 블로킹되었다가 작업이 완료되면 해당 결과 V를 리턴하여 작업 완료를 통보받는다. 리턴타입 V는 submit(Runnable task, V result) or submit(Callable<V> task)의 V를 의미한다.

 

Future 객체는 get() 메서드 말고도 다른 메서드를 가진다.

 

상황에 따라서 스레드가 작업한 결과를 외부 객체에 저장해야 할 경우가 있다. 이때 submit() 메서드의 반환 값인 Future<V> 객체를 공유 객체로 이용하여 작업의 결과를 누적해서 저장할 수 있다.

​예를 들어 작업 A는 1~5까지의 수를 더하는 작업이고 작업 B는 6~10까지의 수를 더하는 작업이라고 하자. 우리는 두 작업의 결과를 합쳐서 1~10까지의 수를 더하는 작업 결과를 얻고 싶다고 하자.

이는 Future<T>를 공유 객체로 활용해서 두 스레드의 작업 결과를 누적해서 저장해 주면 된다.

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

//공유 객체
class Result {
	int accumValue;

	//공유 객체이기 때문에 동기화 처리
	synchronized void addValue(int value) {
		accumValue += value;
	}
}

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

		System.out.println("[작업 처리 요청]");

		//작업 A : 1~5까지의 합
		class TaskA implements Runnable {
			Result result;

			TaskA(Result result) {
				this.result = result;
			}

			@Override
			public void run() {
				int sum = 0;
				for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
					sum += i;
				}
				result.addValue(sum);
			}
		}

		//작업 B : 6~10까지의 합
		class TaskB implements Runnable {
			Result result;

			TaskB(Result result) {
				this.result = result;
			}

			@Override
			public void run() {
				int sum = 0;
				for (int i = 6; i <= 10; ++i) {
					sum += i;
				}
				result.addValue(sum);
			}
		}

		//공유 객체(외부 객체)
		Result result = new Result();
		//두개의 작업을 정의
		Runnable task1 = new TaskA(result);
		Runnable task2 = new TaskB(result);
		//두개의 작업을 작업 큐에 넣고 외부 객체에 저장
		Future<Result> future1 = executorService.submit(task1, result);
		Future<Result> future2 = executorService.submit(task2, result);

		try {
			result = future1.get();
			result = future2.get();
			System.out.println("[두 작업 처리 결과] " + result.accumValue);
			System.out.println("[작업 처리 완료]");
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("[실행 예외 발생] " + e.getMessage());
		}

		executorService.shutdown();
	}
}

 

 

두 번째로 작업 완료 순으로 통보 받기이다.

​무조건 작업 요청 순서(작업 큐에 저장된 순서)대로 작업 처리가 완료되는 것은 아니다. 작업의 양과 스레드 스케줄링에 따라 먼저 요청한 작업이 나중에 완료되는 경우도 발생할 수 있다.

​따라서 여러 개의 작업들이 순차적으로 처리될 필요성이 없고, 처리 결과도 순차적으로 이용할 필요가 없다면 작업 처리가 완료된 것부터 결과를 얻어 이용하는 것이 좋다.

​CompletionService의 poll()과 take() 메서드를 이용하면 스레드 풀에서 작업 처리가 완료된 작업만 통보받을 수 있다.

 

CompletionService의 객체 구현 방법은 인자 값으로 스레드 풀 객체인 ExecutorService 객체를 넘겨주면 된다.

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
CompletionService<V> completionService = new ExecutorCompletionService<>(executorService);

​

주의해야 할 점은 poll()과 take() 메서드를 통해 작업 완료 순으로 통보받으려면 스레드 풀에 작업 처리 요청 시 ExecutorService의 submit() 메서드가 아닌 CompletionService의 submit() 메서드로 작업 처리 요청해야 한다.

executorService.submit(task); (x)
completionService.submit(task); (o)

 

 

마지막으로 콜백 방식의 작업 완료 통보 받기이다.

​콜백이란 애플리케이션이 스레드에게 작업 처리를 요청한 후, 다른 기능을 수행할 동안, 스레드가 작업을 완료하면 애플리케이션의 메서드를 자동 실행하는 기법을 말한다. 이때 자동 실행되는 메서드를 콜백 메서드라고 한다.

​블로킹 방식은 메인 스레드가 스레드 풀에게 작업 처리 요청하면 Future.get() 메서드를 통해 작업 완료를 통보받기 전까지 블로킹 상태로 기다려야 했다.

​하지만 콜백 방식은 메인 스레드가 스레드 풀에게 작업 처리 요청한 후 기다리지 않고 자기 일을 계속해서 진행하며 작업 처리가 완료될 시 콜백 메서드를 호출하게 하여 처리한 결과를 이용하도록 하는 차이가 있다.

​콜백 방식을 사용하려면 콜백 메서드를 가지고 있는 콜백 객체를 생성해 줘야 한다.

​java.nio.channels.CompletionHandler 인터페이스를 활용해서 생성할 수 있다.

​completed() 메서드는 작업을 정상 처리 완료했을 때 호출되는 콜백 메서드이며 failed() 메서드는 작업 처리 도중 예외가 발생했을 때 호출되는 콜백 메서드이다.

CompletionHandler<V, A> callback = new CompletionHandler<V, A>() {
@Override
public void completed(V result, A attachment) {
	// TODO Auto-generated method stub
    }
};

@Override
public void failed(Throwable exc, A attachment) {
	// TODO Auto-generated method stub
	}
};

 

스레드에서 콜백 객체의 메서드를 호출하여 콜백 방식으로 작업 완료를 통보받을 수 있다.

Runnable task = new Runnable() {
	@Override
	public void run() {
		try {
			//작업 처리
			V result = ...;
			callback.completed(result, null); //작업 완료 통보
		} catch (Exception e) {
			callback.failed(e, null); //작업 실패 통보
		}
	}
};

 

 

 

[ Reference ]

· https://www.youtube.com/watch?v=YYhcu8BQseg