Java 쓰레드 교착상태(Deadlock) 완벽 이해 및 예제
✨ 개요
멀티쓰레드 프로그래밍에서 피할 수 없는 난관 중 하나가 바로 교착상태(Deadlock)입니다. 오늘은 Java에서 Deadlock이 무엇인지, 발생 원인, 예제, 해결 방법까지 확실히 정리해드리겠습니다.
1️⃣ 교착상태(Deadlock)란?
Deadlock(교착상태)은 둘 이상의 쓰레드가 서로가 가지고 있는 락을 풀지 않아서 영원히 기다리는 상태를 말합니다. 즉, 서로 자원을 기다리며 무한 대기에 빠진 상황
2️⃣ 교착상태가 발생하는 4가지 조건
| 조건 | 설명 | | ———- | ———————- | | 상호배제 | 한 번에 하나의 쓰레드만 자원 사용 가능 | | 점유와 대기 | 자원을 점유한 채로 다른 자원을 기다림 | | 비선점 | 자원을 강제로 뺏을 수 없음 | | 환형 대기 | 여러 쓰레드가 원형으로 자원을 대기 | 이 4가지 조건이 동시에 만족될 때 교착상태 발생
3️⃣ 교착상태 예제 코드 (Java)
class SharedResource {
synchronized void methodA(SharedResource other) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " methodA 진입");
try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
other.methodB(this);
}
synchronized void methodB(SharedResource other) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " methodB 진입");
}
}
public class DeadlockExample {
public static void main(String[] args) {
SharedResource resource1 = new SharedResource();
SharedResource resource2 = new SharedResource();
Thread t1 = new Thread(() -> resource1.methodA(resource2), "Thread-1");
Thread t2 = new Thread(() -> resource2.methodA(resource1), "Thread-2");
t1.start();
t2.start();
}
}
결과
- Thread-1은 resource1 락 보유, resource2 대기
- Thread-2는 resource2 락 보유, resource1 대기
→ 서로 락을 양보하지 않고 영원히 대기 → Deadlock 발생
4️⃣ 교착상태 해결 방뻡
1. 락 획득 순서 일관성 유지
synchronized (resource1) {
synchronized (resource2) {
// 작업
}
}
2. tryLock 사용 (Timeout 활용)
if (lock1.tryLock(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
try {
if (lock2.tryLock(100, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
try {
// 작업
} finally {
lock2.unlock();
}
}
} finally {
lock1.unlock();
}
}
// ReentrantLock의 tryLock(timeout) 사용 -> 교착상태 방지
3. 최소한의 락 사용
- 락을 너무 많이 걸지 말고 필요한 범위 최소화
5️⃣ 교착상태 vs 일반 동기화 문제 차이
| 구분 | 교착상태 (Deadlock) | 일반 동기화 문제 |
|---|---|---|
| 원인 | 서로 락 점유 상태로 무한 대기 | 락의 범위 미흡으로 인한 동시 접근 문제 |
| 해결법 | 락 순서 통일, tryLock 등 | 락 추가 또는 범위 조정 |
| 문제 상황 | 프로그램이 멈춤 | 데이터 꼬임, 예상치 못한 동작 |
6️⃣ 결론
- 교착상태는 락이 서로 기다리며 영원히 대기하는 상태
- 4가지 발생 조건(상호배제, 점유와 대기, 비선점, 환형대기)을 기억할 것
- 순서 통일, tryLock 등으로 예방 가능