[ Java ] 10. Intrinsic Lock

Intrinsic Lock

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고유 락

= monitor lock = monitor

자바의 모든 객체는 lock을 갖고 있따.

Synchronized 블록은 Intrinsic Lock을 이용해서 Thread의 접근을 제어한다.

public class Counter {
    private int count;

    public int increase() {
        return ++count;        // Thread-Safe 하지 않은 연산
    }
}

Q) ++count문이 atomic 연산인가?

A)

1. read (count 값을 읽음)
2. modify (count 값 수정)
3. write (count 값 저장)

의 과정에서 여러 Thread가 공유 자원(count)으로 접근할 수 있으므로 동시성 문제가 발생한다.

그러면 Synchronized 블록을 사용해서 Thread-Safe하게 만들어보자.

public class Counter {
    private Object lock = new Object();    // 모든 객체가 가능 (Lock이 있음)
    private int count;

    public int increase() {
        // 단계 1
        synchronized(lock) { // lock을 이용하여, count 변수에의 접근을 막음
            return ++count;
        }
        /*
        단계 2
        synchronized (lock) { // this도 객체이므로 lock으로 사용가능
            return ++count;
        }
        */
    }
    /*
    단계 3
    public synchronized int increase() {
        return ++count;
    }
    */
}

단계 3과 같이 lock 생성 없이 synchronized 블록 구현 가능

Reentrancy

재진입 : Lock을 획득한 Thread가 Lock을 얻기 위해 대기할 필요가 없는 것

Lock의 획득은 호출 단위가 아니라, Thread 단위로 일어난다.

public class Reentrancy {
    // b가 Sycnhronized로 선언되어 있더라도, a 진입 시 lock을 획득하였음.
    // b를 호출할 수 있게 됨.
    public synchronized void a() {
        Sytsem.out.println("a");
        b();
    }

    public synchronized void b() {
        System.out.println("b");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Reentrancy().a();
    }
}

Structed Lock vs Reentrant Lock

Structured Lock (구조적 Lock) : 고유 lock을 이용한 동기화

Synchronized 블록 단위로 lock의 획득 / 해제가 일어나므로!

따라서,

A획득 -> B획득 -> B해제 -> A해제는 가능하지만
A획득 -> B회득 -> A해제 -> B해제는 불가능하다.

이것을 가능하게 하기 위해서는 Reentrant Lock(명시적 Lock)을 사용해야 한다.

Visibility

• 가시성 : 여러 Thread가 동시에 작동하였을 때, 한 Thread가 쓴 값을 다른 Thread가 볼 수 있는지, 없는지 여부
• 문제 : 하나의 Thread가 쓴 값을 다른 Thread가 볼 수 있느냐 없느냐. (볼 수 없으면 문제가 된다.)
• Lock : Structure Lock과 Reentrant Lock은 Visibility를 보장한다.
• 원인
  • 최적화를 위해 Compiler나 CPU에서 발생하는 코드 재배열로 인해
  • CPU core의 cache 값이 Memory에 제때 쓰이지 않아 발생하는 문제

참고
https://github.com/gyoogle/tech-interview-for-developer