[Java] Java Synchronized Lock의 범위는?

Synchronized 키워드 Lock의 범위는 어떻게 될까?

Synchronized 키워드의 lock 범위는 어떻게 될까요? 라는 질문을 들으면 어떤 대답을 할 수 있을까요? 정답을 말하기 전에 예제 코드를 보면서 알아보겠습니다.

public class MusicExam {
    public static void main(String[] args) {
        MusicBox box = new MusicBox();

        MusicPlayer musicPlayer1 = new MusicPlayer(1, box);
        MusicPlayer musicPlayer2 = new MusicPlayer(2, box);

        musicPlayer1.start();
        musicPlayer2.start();
    }
}

public class MusicBox {
    public synchronized void playMusicA( ) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            System.out.println("MusicA !!");

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public synchronized void playMusicB() {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            System.out.println("MusicB !!");

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

public class MusicPlayer extends Thread {
    int type;
    MusicBox musicBox;

    public MusicPlayer(int type, MusicBox musicBox) {
        this.type = type;
        this.musicBox = musicBox;
    }

    @Override
    public void run() {
        switch (type) {
            case 1:
                musicBox.playMusicA();
                break;
            case 2:
                musicBox.playMusicB();
                break;
        }
    }
}

위의 코드의 결과는 무엇일까요? 먼저 코드를 정리해보면 공유하고 있는 객체는 MusicBox 입니다. 그리고 클래스 내부에 playMusicA, playMusicB 메소드에 synchronized가 붙어있습니다.

 

결과는 playMusicA 메소드가 다 실행되고, playMusicB가 실행이 될 것을 쉽게 예상할 수 있습니다.

 

 

그러면 playMusicA 에만 synchronized 키워드가 존재하면 결과는 어떻게 될까요?

메소드에 하나에만 synchronized가 존재합니다. lock의 개념을 조금 헷갈린다면 결과는 똑같다고 생각할 수도 있습니다. 하지만 이번에는 결과가 뒤죽박죽 출력이 됩니다.

이유가 무엇일까요? playMusicA에는 synchronized가 있는데 말이죠... lock의 개념을 잘 모를 때는 synchronized 키워드가 있는 블럭 or 메소드에 들어가면 무조건 해당 쓰레드가 계속 점유를 하고 있다고 생각을 했습니다.

 

하지만 synchronized 메소드에 들어갔더라도 해당 메소드에 여러 쓰레드가 동시에 접근이 불가능할 뿐이지, 문맥 교환은 발생합니다. 그렇기 때문에 playMusicA에 synchronized 키워드가 있음에도 번갈아 출력이 되는 것입니다.

 

여기서 하나 더 알 수 있는게 있습니다. Lock의 범위는 객체 단위라는 것을 하나 더 알 수 있습니다. 즉, 객체당 Lock을 하나만 가질 수 있습니다. 그렇기 때문에 synchronized가 메소드 둘 다 붙어있다면 하나의 메소드가 이미 lock을 쥐고 있기 때문에 나머지 메소드는 기다리게 되는 것입니다.

 

 

static 메소드에서 lock을 사용하면 어떻게 될까요?

public class MusicBox {
    public static synchronized void playMusicA( ) {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            System.out.println("MusicA !!");

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public synchronized void playMusicB() {
        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
            System.out.println("MusicB !!");

            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

이번에는 둘다synchronized 키워드가 존재하고, playMusicA에 static을 넣어보았습니다. 결과는 어떻게 될까요?

결과는 playMusicA, playMusicB가 번갈아 출력되게 됩니다. 이번에는 왜 그럴까요?

 

static 메소드는 객체의 것이 아니라 클래스 메소드 입니다. 그렇기 때문에 Lock을 클래스도 하나를 가지고, 객체들 마다 하나씩 가지게 되는 것입니다. 그래서 둘 다 락을 가지고 메소드에 접근을 할 수 있는 것입니다.

 

둘 다 static 메소드이며 synchronized 키워드를 사용한다면, 클래스도 lock을 1개만 가질 수 있기 때문에 위에서 말했던 개념들과 같습니다.