모니터의 동작 방식과 자바에서의 모니터

모니터란?

모니터는 스레드가 mutex를 보장할 수 있도록 하는 동기화 메커니즘이다.

조건에 따라서 스레드를 waiting 상태로 전환시키는데 이를 cooperation이라고 한다.

 

mutex - 락을 가지고 있는 스레드만이 임계 영역에 들어갈 수 있고 메소드를 실행할 수 있다.

 

모니터의 작동 방식

모니터는 크게 두가지의 구성 요소로 이루어져 있다.

 

뮤텍스

mutual exclusion을 보장하는 장치이다. 락을 가지지 못한 스레드는 뮤텍스에서 관리하는 엔트리 큐에 들어간다.

condition variable

wating queue를 이용해 조건이 충족되지 않은 스레드들이 대기 상태로 머물 수 있도록한다.

만약 스레드의 조건이 충족되었을 경우 스레드를 깨우는 작업이 필요한데 이러한 메커니즘으로 인해 3개의 동작(상태)를 가진다.

 

1. wait - 스레드가 자신을 cv(condition variable)의 waiting 큐에 넣고 대기(wait) 상태로 전환한다.

2. signal - wating 큐에서 대기 중인 스레드 중 하나를 깨운다. 

3. broadcast - wating 큐에서 대기 중인 모든 스레드를 깨운다.

 

모니터에는 두 개의 큐가 존재한다.

엔트리 큐 - 임계영역 (critical section)에 진입을 기다리는 큐 -> 뮤텍스가 관리한다.

waiting 큐 - 조건이 충족되길 기다리는 큐 -> cv가 관리한다.

 

signal and continue

시그널을 주고 기존 스레드가 중단되지 않는다.

 

signal and wait

시그널을 주고 기존 스레드는 대기 상태에 들어가며 다시 락을 얻으면 깨어난다.

 

자바에서의 모니터

모든 자바 객체는 기본적으로 내부에 모니터를 하나씩 가지고 있다.

그리고 이것은 synchronized 키워드를 통해서 사용할 수 있다.

*자바의 모니터는 cv를 하나만 가진다.

 

그리고 자바의 모니터도 세가지 상태가 있는데, 용어만 살짝 다를 뿐 기능은 같다.

모니터	자바 모니터
wait	wait
signal	notify
broadcast	notifyAll