posts

스레드 생명 주기

스레드(Thread)는 프로세스 내에서 실행되는 최소 단위의 작업 흐름이다. C# 언어에서는 System.Threading.Thread 클래스를 통해 제어하며 ThreadState 열거형을 통해 여러 상태 변화를 확인할 수 있다.

• Unstarted: 스레드 객체는 생성되었으나 아직 Start() 메소드가 호출되지 않은 상태이다.

• Running: 스레드가 CPU를 점유하여 코드를 실행 중인 상태이다.

• WaitSleepJoin: Sleep(), Join(), Monitor.Wait() 메소드 등에 의해 일시 중단된 상태이다.

• Suspended/Stopped: 스레드 실행이 중단되거나 완료되어 종료된 상태이다.

인터럽트 및 중단

인터럽트(Interrupt)는 실행 중인 스레드를 안전하게 멈추거나 깨우는 방법이다.

• Thread.Interrupt() 메소드: 스레드가 WaitSleepJoin 상태일 때 호출하면 예외를 발생시켜 스레드를 즉시 깨우며, 작업을 중단하고 자원을 정리하는 용도로 사용된다.

• CancellationToken() 메소드: 현대적인 .NET에서 권장되는 방식으로, 객체를 통해 협력적으로 작업을 취소한다. 스레드를 강제로 죽이는 것보다 훨씬 안전하다.

• Abort() 메소드: 스레드를 강제 종료시키지만, 메모리 누수나 데드락 위험이 커서 현재는 권장되지 않는다.

TPL 및 Task

스레드는 생성 비용이 크고 다루기 복잡하다. 이를 추상화하여 더욱 효율적으로 관리하는 것이 TPL(Task Parallel Library)의 Task 속성이며, 스레드 풀(Thread Pool)을 활용하여 스레드를 재사용하므로 리소스 소모가 적다는 특징이 있다.

• Task.Run() 메소드: 백그라운드 스레드에서 작업을 실행한다.

• Task.WaitAll()/Task.WhenAny() 메소드: 여러 작업의 완료를 제어한다.

요약 비교 표는 다음과 같다.

async/await 비동기 프로그래밍

C# 5.0 이후부터 도입된 비동기 프로그래밍 모델로, 비동기 코드를 마치 동기 코드처럼 직관적으로 작성하게 해준다.

• async 키워드: 해당 메소드가 비동기 작업을 포함하고 있음을 나타내며, Task 객체를 반환한다.

• await 키워드: 비동기 적입이 끝날 때까지 기다리되, 기다리는 동안 호출 스레드를 점유하지 않고 반환하여 시스템의 반응성을 높인다. 작업이 완료되면 다음 코드를 이어서 실행한다.

public async Task<string> DownloadDataAsync()
{
    // 외부 데이터 다운로드(비동기)
    using (HttpClient client = new HttpClient())
    {
        // await 접촉 시 제어권을 호출자에게 반환한다.
        string result = await client.GetStringAsync("https://example.com");
        return result; // 작업 완료 후 다시 돌아와 실행한다.
    }
}

스레드 동기화

멀티스레드 환경에서 여러 스레드가 동시에 같은 자원에 접근할 때 발생하는 데이터 손상을 막기 위한 기법이다.

• lock 키워드: 가장 많이 사용되며, 특정 코드 블록을 한 번에 한 스레드만 실행하도록 보장한다.

• Monitor: lock 키워드의 내부 구현체로, 더 세밀한 제어가 가능하다.

• Mutex/Semaphore: 프로세스 간 동기화가 필요하거나, 동시에 접근 가능한 스레드 수를 제한할 때 사용한다.