클린 코드(Clean Code) - 13장

13장. 동시성 🚦

  동시성은 결합(coupling)을 없애는 전략이다. 즉, 무엇과 언제를 분리하는 전략이다.

1. 동시성과 관련된 일반적인 미신과 오해 🚧

• 동시성은 항상 성능을 높여준다.
    동시성은 때로 성능을 높여준다. 대기 시간이 아주 길어 여러 스레드가 프로세서를 공유할 수 있거나, 여러 프로세서가 동시에 처리할 독립적인 계산이 충분히 많은 경우메난 성능이 높아진다. 어느 쪽도 일상적으로 발생하는 상황은 아니다.
• 동시성은 구현해도 설계는 변하지 않는다. 
    단일 스레드 시스템과 다중 스레드 시스템은 설계가 판이하게 다르다. 일반적으로 무엇과 언제를 분리하면 시스템 구조가 크게 달리진다.
• 웹 또는 EJB 컨테이너를 사용하면 동시성을 이해할 필요가 없다.
    실제로는 컨테이너가 어떻게 동작하는지, 어떻게 동시 수정, 데드락 등과 같은 문제를 피할 수 있는지를 알아야만 한다.

 

2. 동시성과 관련된 타당한 몇 가지 생각 🎢

• 동시성은 다소 부하를 유발한다. 성능 측면에서 부하가 걸리면, 코드도 더 짜야한다.
• 동시성은 복잡하다. 간단한 문제라도 동시성은 복잡하다.
• 일반적으로 동시성 버그는 재현하기 어렵다. 그래서 진짜 결함으로 간주되지 않고 일회성 문제로 여겨 무시하기 쉽다.
• 동시성을 구현하려면 흔히 근본적인 설계 전략을 재고해야 한다.

 

3. 동시성 문제를 방지하기 위한 여러 가지 원칙과 기술들 🎪

• 동시성 코드는 다른 코드와 분리하라
    잘못 구현한 동시성 코드는 별의별 방식으로 실패한다. 주변에 있는 다른 코드가 발목을 잡지 않더라도 동시성 하나만으로도 충분히 어렵다.
• 자료를 캡슐화(encapsulation)하라. 공유 자료를 최대한 줄여라
    객체 하나를 공유한 후 동일 필드를 수정하던 두 스레드가 서로 간섭하면 예상치 못한 결과를 내놓는다. 이런 문제를 해결하는 방안으로 공유 객체를 사용하는 코드 내 임계영역(critical section)을 synchronized 키워드로 보호하라고 권장한다. 이런 임계영역의 수를 줄이는 기술이 중요하다.
• 자료 사본을 사용하라
    공유 자료를 줄이려면 처음부터 공유하지 않는 방법이 제일 좋다. 어떤 경우에는 객체를 복사해 읽기 전용으로 사용하는 방법이 가능하다. 어떤 경우에는 각 스레드가 객체를 복사해 사용한 후 한 스레드가 해당 사본에서 결과를 가져오는 방법도 가능하다.
• 스레드는 가능한 독립적으로 구현하라. 
    자신만의 세상에 존재하는 스레드를 구현한다. 즉, 다른 스레드와 자료를 공유하지 않는다. 각 스레드는 클라이언트 요청 하나를 처리한다. 모든 정보는 비공유 출처에서 가져오며 로컬 변수에 저장한다. 그러면 다른 스레드와 동기화할 필요가 없으므로 각 스레드는 세상에 자신만 있는 듯이 돌아갈 수 있다.
• 언어가 제공하는 클래스를 검토하라
    스레드 환경에 안전한 컬랙션을 사용한다. 자바에서는 java.util.concurrent, java.util.concurrent.atomic, java.util.concurrent.locks를 익히자.
• 공유 객체 하나에는 메서드 하나만 사용하라
    동기화하는 메서드 사이에 의존성이 존재하면 동시성 코드에 찾아내기 어려운 버그가 생긴다.
• 동기화하는 부분을 최대한 작게 만들어라
    자바에서 synchronized 키워드를 사용하면 락을 설정한다. 같은 락으로 감싼 모든 코드 영역은 한 번에 한 스레드만 실행이 가능하다. 락은 스레드를 지연시키고 부하를 가중시킨다. 그러므로 여기저기서 synchronized 문을 남발하는 코드는 바람직하지 않다. 반면, 임계영역(critical section)은 반드시 보호해야 한다. 따라서, 코드를 짤 때는 임계 영역의 수를 최대한 줄여야 한다.