Thread (스레드) 설정

ThreadPoolExecutor는 작업자 스레드 개수와 풀의 생성과 종료뿐만이 아니라, 모든 스레드의 속성도

정의한다.  흔히 설정하는 응용프로그램 동작은 UI스레드와 경쟁하지않도록 스레드 우선순위를 낮추는 것이다.



작업자 스레드는 ThreadFactory 인터페이스의 구현을 통해 설정된다. 스레드 풀은 우선순위,이름,

예외 핸들러와 같은 작업자 스레드의 속성을 정의할 수 있다.



Thread 속성을 customize 한 고정 스레드풀



class LowPriorityThreadFactory implements ThreadFactory{
private static int count = 1;

public Thread newThread(Runnable r){
Thread t = new Thraed(r);
t.setPriority(4);
t.setUncaughtExceptionHandler(new Thraed.UncaughtExceptionHandler(){}
@Override
public void uncaugghtException(Thread t, Throwable e){
Log.d(TAG, "Thread = "+t.getName() + ", error="+e.getMessage());
});
return t;
}
}

Executors.newFixedThreadPool(10, new LowPriorityThreadFactory());




스레드 풀은 많은 스레드를 가지고 있고, 그 스레들은 실행시간을 두고 UI 스레드와 경쟁하기 때문에,

일반적으로 작업자 스레드에는 UI 스레드보다 낮은 우선순위를 할당하는 것이 좋다.


우선순위가 커스텀 ThreadFactory보다 낮지 않은 경우, 작업자 스레드는 기본적으로 UI 스레드와  같은 우선순위를 얻는다.



ThreadPoolExecutor 확장

ThreadPoolExecutor는 주로 독립적으로 사용되지만, 프로그램이 실행자 또는 실행자의 태스크를 추적할 수 있도록 확장될 수 있다. 응용프로그램은 스레드가 실핼될 때 마다 취하는 동작을 추가하기 위해 다음 메서드를 정의할 수 있다.



void beforeExecute(Thread t, Runnable r)

스레드를 실행하기전에 런타임 라이브러리에 의해 실행된다.



void afterExecute(Runnable r, Throwable t)

스레드가 정상적으로 또는 예외에 의해 종료된 후 런타임 라이브러리에의해 실행된다.


void terminated()

스레드 풀 종료 후 실행중이거나 실행을 위해 대기중인 태스크가 없을떄 런타임 라이브러리에 의해 실행된다.




처음 두메서드에는 Thread와 Runnable 객체가 전달된다. 전달되는 순서가 두 메서드에서 반대라는 점에 유의해라.

스레드 풀에서 얼마나 많은 태스크가 현재 실행되는지 추적하는 기초적인 커스텀 스레드 풀을 보여준다.



스레드 풀에서 진행중인 태스크의 수를 추적하는 예제 code


public class TaskTrackingThreadPool extends ThreadPoolExecutor{

private AtomicInteger mTaskCount = new AtomicInteger(0);

public TaskTrackingThreadPool(){
super(3, 3, 0L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue());
}
@Override
protected void beforeExecute(Thread t, Runnalbe r){
super.beforeExecutor(t,r);
mTaskCount.getAndIncrement();
}

@Override
protected afterExecute(Runnable r, Throwable t){
super.afterExecute(r,t);
mTaskCount.getAndDecrement();
}

public int getNbrOfTasks(){
return mTaskCount.get();
}


}



beforeExecute는 태스크 실행전에 mTakseCoutner를 증가시키고 afterExecute는 실행후에

카운트를 감소시킨다. 


외부 관찰자는 언제든 getNbrOfTasks를 통해 현재 실행 태스크의 수를

요청할 수 있다. 


작업자 스레드와 외부 관찰자 스레드는 동시에 공유멤버변수를 접근할 수 있다.

따라서 스레드 안전을 보장하기 위해 AtomicInteger로 정의했다.



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커스텀 스레드 풀


ThreadPoolExecutor 설정


ThreadPoolExecutor에 의해 스레드의 생성과 종료뿐만 아니라 Task의 큐잉에도 사용되며 다음과 같은 생성자에서 수행된다.



 ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(

   int corePoolSize, //핵심풀크기

   int maximumPoolSie,  //최대풀크기

   long keepAliveTime,  //생존 유지시간

   TimeUnit unit,  //생존 유지 시간의 단위

   BlockingQueue workQueue; //태스크 큐 유형

);




핵심풀 크기

스레드 풀에 포함되는 스레드의 하한, 실제로 스레드풀은0개 스레드로부터

시작하지만, 핵심 풀 크기에 도달하면 스레드 개수는 하한 이하로 떨어지지않는다.

풀에서 작업자 스레드의 개수가 핵심 풀크기보다 적을때, 태스크가 큐에 추가되면, 작업을 기다리는 유휴스레드가 있는경우에도 새로운 스레드가 생성될 것이다. 일단 작업자 스레드의 개수가 핵심풀크기보다 같거나 많아지면,

큐가 가득찬경우 새로운 작업자 스레드가 생성된다. 즉 큐는 스레드 생성에 대한 우선권을 얻는다.



최대 풀 크기

동시에 실행할 수 있는 스레드의 최대개수.

최대 풀 크기에 도달한 후, 큐에 더해진 태스크는 태스크를 처리할  유휴 스레드가 사용가능해질 떄까지 큐에서 기다린다.



최대 유휴시간(생존 유지시간)

유휴 스레드는 처리하기 위해 들어오는 태스크를 준비하기 위해 활성 상태를 유지하지만, 생존시간이 설정된 경우 시스템은 비핵심 풀 스레드를 회수할 수 있다.

생존시간은 TimeUnit에 의해 설정된 시간 단위로 측정된다.



태스크 큐 유형

Task가 작업자 스레드에 의해 처리될 수 있을때까지 소비자에 의해 더지핸 Task를 보유하는 BlockingQueue의 구현.



- 스레드 풀 설계

스레드 풀은 동시에 백그라운드 Task를 실행해야 하는 스레드를 관리하는데 

도움을 주지만, 사용자는 여전히 제한된 자원 소비와 높은 처리량을 얻기 위해 현명하게

설정해야 한다. 기본적인 목표는 필요한 것보다 더 많은 메모리를 사용하지 않고

하드웨어에 의해 허용되는 가장높은 속도로 작업을 처리하는 스레드 풀을 생성하는 것이다.




크기나스레드풀의 최대크기를 정한다. 스레드의 최대 개수가 너무작으면

충분한 속도로 큐에서 태스크를 꺼내지않아 성능저하될수있따.


예를들어 모든 스레드가 긴 I/O연산을 실행하는 경우, I/O 동작이 완료될떄까지 실행시간을 얻지 못하고 

기다리는 짧은 수명의 태스크가 있을 수 있다.


반면 너무 많은 스레드도 CPU가 실행 대신 스레드의 전환에 많은 시간을 사용해야하므로 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.


스레드 풀의 크기는 하부의 하드웨어, 좀더 정확히말해 사용가능한 CPU 개수를 기준으로 하는것이 좋다. 안드로이드는 Runtime 클래스에서 CPU개수를 알아낼 수 있다.


int N  = Runtime.getRuntume().availableProcessors();


N은 실제로 동시에 실행될 수 있는 태스크의 최대 개수다.


스레드 풀의크기 N은 독립적이고 비차단적인 태스크들의 운용하기에 충분할수있다.

(고도의 연산을 요하는등)



역동성



제한 또는 무제한 태스크 큐

스레드풀은 일반적으로 제한 또는 무제한 태스크 큐와 함꼐 사용한다.

무제한 큐는 무한증가할 수 있어서 메모리가 고갈할 수 있는 반면, 제한 큐의 자원소비는

더 잘관리될 수 있다 한편 제한 큐는 그 크기와 포화정책을 모두 준비해야하낟.

포화정책이란 거부된 태스크를 생산자가 어떻게 처리할지를 뜻한다.



제한 또는 무제한의 큐를 구현한 것이 LinkedBlockingQueue, PriorityBlockingQueue, ArrayBlockingQueue다.

뒤의 두가지 큐는 제한 큐고, 첫번째 큐는 기본적으로 무제한 큐지만 제한 큐로 구성할 수 있다.


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