Java Concurrency in Practice, 객체 공유

동기화 기능을 지정하지 않으면 컴파일러나 프로세서, JVM 등이 프로그램 코드가 실행되느 순서를 임의로 바꿔 실행하는 이상한 경우가 발생하기도 한다. 다시 말하자면, 동기화 되지 않은 상황에서 메모리상의 변수를 대상으로 작성해둔 코드가 '반드시 이런 순서로 동작할 것이다'라고 단정지을 수 없다.

@NotThreadSafe
public class MutableInteger {
    private int value;

    public int get() {
        return value;
    }

    public void set(int value) {
        this.value = value;
    }
}

@ThreadSafe
public class SynchronizedInteger {
    @GuardedBy("this") private int value;

    public synchronized int get() {
        return value;
    }

    public synchronized void set(int value) {
        this.value = value;
    }
}

락은 상호 배제(mutual exclusion)뿐만 아니라 정상적인 메모리 가시성을 확보하기 위해서도 사용한다. 변경 가능하면서 여러 스레드가 공유해 사용하는 변수를 각 스레드에서 각자 최신의 정상적인 값으로 활용하려면 동일한 락을 사용해 모두 동기화시켜야 한다.

스레드 A가 volatile 변수에 값을 써넣고 스레드 B가 해당 변수의 값을 읽어 사용한다고 할 때, 스레드 B가 volatile 변수의 값을 읽고나면 스레드 A 가 변수에 값을 쓰기전에 볼 수 있었던 모든 변수의 값을 스레드 B도 모두 볼수 있기 때문에 메모리 가시성 입장에서 본다면 volatile 변수를 사용하는 것과 synchronized 키워드로 특정한 코드를 묶는 게 비슷한 효과를 가져오고, volatile 변수의 값을 읽고 나면 synchronized 블록에 진입하는 것과 비슷한 상태에 해당한다.

동기화하고자 하는 부분을 명확하게 볼 수 있고, 구현하ㅏ기가 훨씬 간단한 경우에만 volatile 변수를 활용하자. 반대로 작은 부분이라도 가시성을 추론해봐야 하는 경우에는 volatile변수를 사용하지 않는 것이 좋다. volatile 변수를 사용하는 적절한 경우는 일반적으로 변수에 보관된 클래스의 상태에 대하ㅏㄴ 가시성을 확보하거나 중요한 이벤트가 발생했다는 등의 정보를 정확하게 전달하고자 하는 경우 등이 해당된다.

락을 사용하면 가시성과 연산의 단일성을 모두 보장받을 수 있다. 하지만 volatile 변수는 연산의 단일성은 보장하지 못하고 가시성만 보장한다.

public static Set<Secret> knownSecrets;

public void initialized() {
  knownSecrets = new HashSet<Secret>();
}

class UnsafeStates {
  private String[] states = new String[] {
    "AK", "AL", .....
  };
  public String[] getStates() { return states; }
}

@AntiPattern
public class ThisEscape {
  public ThisEscape(EventSource source) {
    source.registerListener (
      new EventListener () {
        public void onEvent (Event e) {
          doSomething(e);
        }
      });
  }
}

생성 메소드를 실행하는 도중에는 this 변수가 외부에 유출되지 않게 해야 한다.

public class SafeListener {
    private final EventListener listener;

    private SafeListener() {
        listener = new EventListener() {
            public void onEvent(Event e) {
                doSomething(e);
            }
        };
    }

    public static SafeListener newInstance(EventSource source) {
        SafeListener safe = new SafeListener();
        source.registerListener(safe.listener);
        return safe;
    }

    void doSomething(Event e) {
    }


    interface EventSource {
        void registerListener(EventListener e);
    }

    interface EventListener {
        void onEvent(Event e);
    }

    interface Event {
    }
}