스레드 풀(Tread Pool)이란?

다중 스레드 프로그래밍과 관련하여 스레드 풀이라는 개념이 있습니다. 스레드 풀의 작동 방식과 장단점에 대해 알아보겠습니다.

스레드 풀이란?

스레드 풀(Tread Pool)은 동시에 여러 작업을 효율적으로 실행 및 관리하기 위해 서버에서 만드는 스레드의 모음입니다. 스레드 풀을 이용하면 각 작업에 대해 새 스레드를 생성하는 대신 이미 생성된 스레드 풀에 있는 스레드를 재사용합니다. 이는 성능과 리소스 관리에 도움이 됩니다.

 

스레드 풀 작동 방식

스레드 풀은 기본적으로 아래와 같은 방식으로 운영됩니다.

 

1. 미리 정의된 작업자 스레스 수로 스레드 풀이 생성됩니다.

 

2. 작업 요청이 오면 스레드 풀에 있는 사용 가능한 스레드를 할당합니다. 만약 모든 스레드가 사용 중이면 사용할 수 있는 스레드가 생길 때까지 요청을 큐에 쌓거나, 거부합니다.

 

3. 작업을 완료한 작업자 스레드는 다시 스레드 풀로 돌아가 다른 작업을 할 수 있게 대기합니다.

 

예를 들어, 자바에서 아래와 같이 5개의 작업자 스레드를 생성하고, 10개의 스레드 풀에 요청을 넣으면 ExecutorService는 자동으로 작업 가능한 작업자 스레드를 할당합니다.

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadPoolExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int taskId = i;
            executorService.submit(() -> taskFunction(taskId));
        }

        executorService.shutdown();
    }

    public static void taskFunction(int taskId) {
        System.out.println("Task " + taskId + " is being executed by thread " + Thread.currentThread().getName());
    }
}

 

스레드 풀 장점

1. 리소스 관리

스레드 풀은 스레드를 재사용함으로써 스레드 생성과 소멸과 관련된 오버헤드(추가로 들어가는 리소스)를 줄여 효율적인 리소스 사용을 구현할 수 있습니다.

 

2. 로드 밸런싱

스레드 풀은 사용 가능한 스레드 간 작업을 분산해서 개별 스레드가 과부하되는 것을 방지합니다.

 

3. 오류 처리의 단순화

스레드 관련 오류가 발생하면 일반적으로 문제가 개별 작업자 스레드로 제한됩니다. 때문에 오류 처리나 복구가 단순합니다. 예를 들어, 실패한 작업을 자동으로 재시도하거나 오류를 기록하는 등의 방식으로 스레드 풀을 구성할 수 있습니다. 만약 스레드를 수동으로 만들고 관리하면 스레드 별로 오류와 복구를 처리해야 합니다.

 

스레드 풀 단점

1. 경합

작업자 스레드 개수가 충분치 못하게 구성되면 리소스 경합이 발생해 성능에 문제가 생길 수 있습니다.

 

2. 최적의 스레드 풀 크기 설정의 어려움

특정 애플리케이션에 대해 최적의 스레드 풀 크기를 찾는 것은 애플리케이션 사용 환경과 사용자 수, 컴퓨터 성능 등 여러 요인을 고려해야 하기 때문에 어렵습니다.

 

예를 들어, 웹 서버 스레드 풀에 작업자 스레드가 너무 적으면 트래픽이 몰릴 때 응답 시간이 느려지고 사용자가 불편을 겪을 수 있습니다. 반면 작업자 스레드가 너무 많은 서버는 리소스 소비가 과도해서 전체 성능에 좋지 못할 수 있습니다.