[SpringBoot] ThreadLocal 간단 정리

개요

스프링 프레임워크 내 Bean들은 스프링 컨테이너에 의해 싱글톤으로 관리됩니다. 정리하자면 인스턴스가 단 하나만 존재한다는 것인데 여러 쓰레드가 동시에 해당 인스턴스를 접근할 경우 동시성 이슈가 발생할 가능성이 높습니다.

또한, static 같은 공용 필드에도 위와 동일한 문제가 발생할 수 있는데 이를 해결해주기 위해 Java에는 ThreadLocal이라는 객체가 존재합니다.

이번 게시글에서는 ThreadLocal에 대해서 간단하게 정리해보겠습니다.

 

ThreadLocal

• ThreadLocal은 Thread만 접근할 수 있는 특별한 저장소
• 여러 쓰레드가 접근하더라도 ThreadLocal은 Thread들을 식별해서 각각의 Thread 저장소를 구분
  • 따라서 같은 인스턴스의 ThreadLocal 필드에 여러 쓰레드가 접근하더라도 상관없음
• 대표적인 메서드는 get(), set(), 그리고 remove()가 있음
  • get() 메서드를 통해 조회
  • set() 메서드를 통해 저장
  • remove() 메서드를 통해 저장소 초기화

 

ThreadLocal이 적용되지 않은 상태에서 동시성 문제가 발생하는 경우

 

ExampleService.class

 

ExampleServiceTest.class

 

* 메인 쓰레드가 끝날 떄까지 대기하지 않을 경우 test가 조기에 종료되어 로그가 마지막까지 안 찍힐 수 있으므로 마지막에 sleep(3000);을 추가했습니다.

 

 

* 위 사진처럼 동시성 문제가 발생하는 것을 확인할 수 있습니다.

* thread-1이 2초동안 대기하는 동안 thread-2가 numberStorage에 2를 저장하여 thread-1에서도 2가 조회되는 것을 확인할 수 있습니다.

* 위와 같은 문제를 ThreadLocal 인스턴스를 통해 해결할 수 있습니다.

 

ThreadLocal이 적용되어 동시성 문제가 해결되는 예제

 

ThreadLocalExampleService.class

 

ThreadLocalExampleServiceTest.class

 

 

* ThreadLocal 인스턴스를 도입함으로써 동시성 이슈를 해결한 것을 확인할 수 있습니다.

 

ThreadLocal 조심해야할 점

• ThreadLocal을 도입하면 동시성 이슈를 해결할 수 있다는 장점이 있지만 조심하지 않으면 메모리 누수를 일으켜 큰 장애를 야기할 수 있음
• 톰캣 같은 WAS의 경우 Thread를 새로 생성하는데 비용이 크기 때문에 자체적으로 ThreadPool을 가지고 있으면서 Thread를 재사용함
  • 이때 하나의 작업 요청이 들어와 Thread-1이 할당되었다가 작업을 마치고 Thread-1이 다시 ThreadPool로 반환되었다고 가정
  • 반환될 때 Thread-1 내 ThreadLocal 초기화를 하지 않을 경우 Thread-1 전용 보관소 데이터가 그대로 남아있음
  • 앞서 말한 것처럼 ThreadPool의 목적은 Thread를 새로 생성하지 않고 재활용하는 것이므로 다른 작업 요청이 들어올 때 전용 보관소가 초기화되지 않은 Thread-1이 다시 할당될 수 있음
  • 이럴 경우 클라이언트는 이전 사용자가 요청한 작업 내용을 조회하는 상황이 발생할 수도 있음 (엄청난 장애)
• 따라서, ThreadLocal은 Thread가 반환될 때 remove 메서드를 통해 반드시 초기화가 되어야 함
  • 구현한 로직의 마지막에 초기화를 진행하거나
  • WAS에 반환될 때 인터셉터 혹은 필터 단에서 초기화하는 방법으로 진행

 

참고

인프런 스프링 핵심 원리 - 고급편 (김영한 강사님)