동기화 패턴 : 스레드 안전 인터페이스(Synchronization Patterns : Thread Safe Interface)

Synchronization Patterns : Thread Safe Interface - 동기화 패턴 : 스레드 안전 인터페이스

• 멀티스레드 프로그래밍 중에서 클래스 내부의 메서드 호출로 발생되는 셀프 데드락(Self-Dead lock) 현상 방지를 위한 패턴이다.

• 동기화에 필요한 공개함수와 내부에서 사용될 내부 함수를 분리하고, 외부에서 접근하는 공개함수들에 대해서만 동기화하고 내부 함수를 세분화하여 접근하도록 한다.

동기화와 셀프 데드락(Self-Dead lock)이란?

• 동기화 : 다수의 스레드가 하나의 리소스에 대해서 동시에 접근할 경우 다른 스레드가 변경한 리소스를 또 다른 스레드가 덮어쓰거나 변경시켜버릴 가능성이 있다(Race condition). 이를 보호하기 위해서 동기화라는 작업을 통해서 적절히 공유된 리소스를 접근할때에는 하나의 스레드만 접근되도록 하는 것이다.

• 데드락 : 멀티 스레드 환경에서 어떤 스레드도 리소스에 더이상 접근이 불가능한 상태를 일컫는다.

• 셀프 데드락 : 멀티 스레드 환경에서 어떤 스레드가 이미 자신이 선점한 리소스 동기화 락을 다시 얻으려고 할때 발생된다.

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Self-Dead lock 발생 코드 예제)

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#include <list>   class CTest { public:     CTest(int i) : m_Id(i) {}     int GetId() const { return m_Id; } private:     int m_Id; };   class CTestManager : public CMultiThreadSync<CTestManager> { public:     ~CTestManager()     {         for each (CTest* var in mList)             delete var;         mList.clear();     } public:     void insert(CTest* i)     {         CThreadSync cs;        // 첫번째 스코프 동기화         if (!search(i))             mList.push_back(i);         else             delete i;     }       bool search(CTest* i)     {         CThreadSync cs;     // 두번째 스코프 동기화         for each (CTest* var in mList)         {             if (var->GetId() == i->GetId())                 return true;         }         return false;     } private:     list<CTest*> mList; };

1. Insert 함수를 통해 CTest 객체를 추가한다.
2. Insert 함수 내부에서 먼저 멀티스레드 락 방지로 스코프 동기화를 해주고, 컨테이너에 객체가 이미 존재하는지 검사 후 없다면 추가하도록 한다.
3. 여기서 문제점은 최초 insert 함수 호출시 스코프 동기화를 걸고 락이 해제되기 전에 search 함수 호출로 다시 내부에서 동기화 락을 얻는 과정에서 셀프 데드락이 발생된다.

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수정 코드 다이어그램)

다이어그램에서 보듯이, insert 와 search함수들을 외부함수, 내부함수로 세분화하고 외부함수에만 스코프 동기화를 걸어주어 셀프 데드락을 해결하였다.

수정 소스 코드)

Colored By Color Scripter™

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#include <list>   //------------------------------------------------------------------ // CTest Entity 클래스 class CTest { public:     CTest(int i) : m_Id(i) {}     int GetId() const { return m_Id; }   private:     int m_Id; };   //------------------------------------------------------------------ // CTestManager 클래스 <스코프 동기화> class CTestManager : public CMultiThreadSync<CTestManager> { public:     CTestManager() {}     ~CTestManager()     {         for each (CTest* var in mList)             delete var;           mList.clear();     }   public:     void insert(CTest* i)     {         CThreadSync cs;         insert_i(i);     }       bool search(CTest* i)     {         CThreadSync cs;         return search_i(i);     }   private:     void insert_i(CTest* i)     {         if (!search_i(i))             mList.push_back(i);     }       bool search_i(CTest* i)     {         for each (CTest* var in mList)         {             if (var->GetId() == i->GetId())                 return true;         }           return false;     }   private:     list<CTest*> mList; };   //------------------------------------------------------------------ // Main int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {     CTestManager mTestManager;     mTestManager.insert(new CTest(1024));       return 0; }