5.1 동기화된 컬렉션 클래스

JDK 오래된 버전부터 동기화된 컬렉션 클래스 Vector 와 HashTable 이 포함되어 있었고, JDK 1.2 버전부터 Collection.synchronized… 메서드로 동기화된 클래스를 만들어 사용할 수 있다.

5.1.1 동기화된 컬렉션 클래스의 문제점

여러 클래스가 동기화된 컬렉션을 하나만 놓고 동시에 내용을 변경하려고 하면 컬렉션 클래스가 올바른 방법으로 동작하지 않을 수 있다.

[예시] Vector 클래스에 getLast() 와 deleteLast() 를 정의할 때

public static Object getLast(Vector list) {
		int lastIndex = list.size() - 1;
		return list.get(lastIndex);
}

public static void deleteLast(Vector list) {
		int lastIndex = list.size() - 1;
		list.remove(lastIndex);
}

• 만약 스레드 A 가 getLast() 를 호출하고, 스레드 B 가 deleteLast() 를 호출할 때, 스레드 A 와 스레드 B 가 섞여 동작한다면 ArrayIndexOutOfBoundsException 이 발생할 수 있다.

  

  • Vector 의 입장에서는 스레드 안전성에 문제가 없는 상태이지만, getLast(), deletLast() 의 입장에서는 스레드 안정성에 문제가 있는 상태이다.

  • 동기화된 컬렉션 클래스는 대부분 클라이언트 측 락을 사용할 수 있도록 만들어져 있기 때문에, 컬렉션 클래스가 사용하는 락을 함께 사용하면 추가할 기능을 다른 메서드와 같은 수준으로 동기화시킬 수 있다.

    public static Object getLast(Vector list) {
    	synchronized (list) {
    		int lastIndex = list.size() - 1;
    		return list.get(lastIndex);
    	}
    }
    
    public static void deleteLast(Vector list) {
    	synchronized (list) {
    		int lastIndex = list.size() - 1;
    		list.remove(lastIndex);
    	}
    }
    

    • 컬렉션 클래스를 락으로 사용하면 getLast() 와 deleteLast() 를 안전하게 동기화시킬 수 있다.

[예시] 컬렉션 클래스에 들어 있는 모든 값을 반복적으로 가져오는 기능을 구현할 때

for(int i = 0; i < vector.size(); i++) {
		doSomething(vector.get(i));
}

• size() 를 호출하고 난 뒤 get() 를 호출하는 부분을 올바르게 동기화하지 않았을 때, 반복 기능을 사용하는 도중에 값을 삭제하면 ArrayIndexOutOfBoundsException 이 발생할 수 있다.

  • 클라이언트 측의 락을 사용하면 예외 상황이 발생하지 않도록 동기화시킬 수 있다. 단, 반복문이 실행하는 동안 Vector 클래스의 동시 작업을 막아 병목이 될 수 있다.

    synchronized (vector) {
    		for (int i = 0; i < vector.size(); i++)
    				doSomething(vector.get(i));
    }
    

5.1.2 Iterator 와 ConcurrentModificationException

Vector 외에 새로 추가된 컬렉션 클래스 역시 다중 연산을 사용할 떄 발생하는 문제점을 해결하지는 못한다.

• Iterator 를 사용해 반복문이 실행되는 동안 컬렉션 클래스 내부의 값을 차례로 읽어 사용해도, 다른 스레드가 컬렉션 클래스의 변경 작업을 시도할 때 발생하는 문제를 막지 못한다.
• 단, 동기화된 컬렉션 클래스에서 만들어낸 Iterator 를 사용하면, 다른 스레드에서 컬렉션 클래스의 변경 작업을 시도할 때 빠른 실패 (fail-fast) 의 형태로 반응한다.
  • 반복문을 실행하는 도중에 컬렉션 클래스 내부 값을 변경하는 상황이 포착되면 즉시 ConcurrentModificationException 예외를 발생시키고 멈춘다.
    • 컬렉션 클래스는 내부에 값 변경 횟수를 카운트하는 변수를 마련해두고, 반복문이 실행되는 동안 변경 횟수 값이 바뀌면 hasNext() 나 next() 에서 예외를 던진다.
      • javac 로 컴파일하면 for-each 반복문이 hasNext() 나 next() 를 호출하면서 반복하는 방법으로 변경되어 있어 확인할 수 있다.

<aside> 💡 변경 횟수를 확인하는 부분이 동기하되어 있지 않아 반복문에서 변경 횟수를 셀 때 스테일 값을 사용하게 될 가능성도 있고, 변경 작업이 있었다는 것을 모를 수도 있다. → 하지만 동기화를 할 경우 성능을 떨어뜨릴 수 있기 때문에 정확한 동기화 기법은 적용하지 않는다.

</aside>