자바에서 병렬 처리를 구현하는 방법은 무엇인가요?

자바에서 병렬 처리는 여러 작업을 동시에 실행하여 프로그램의 성능과 응답성을 향상시키는 기법입니다.

자바는 멀티스레딩(Multithreading)과 병렬 스트림(parallel streams) 등 여러 방법을 통해 병렬 처리를 지원합니다.

주요 구현 방법들을 아래에 정리했습니다.

--- 1. 스레드(Thread) 사용하기 1-1. Thread 클래스를 상속받기 ```java class MyThread extends Thread { public void run() { System.out.println("Thread is running"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); t1.start(); // run() 메서드를 새로운 스레드에서 실행 } } ``` - `start()` 메서드를 호출하면 새로운 스레드가 생성되고, `run()` 메서드가 병렬로 동작합니다.

1-2. Runnable 인터페이스 구현하기 ```java class MyRunnable implements Runnable { public void run() { System.out.println("Runnable running"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Thread t1 = new Thread(new MyRunnable()); t1.start(); } } ``` - `Runnable` 인터페이스를 사용하면 스레드를 상속받지 않아도 되고, 자바는 다중 상속을 지원하지 않기 때문에 더 유연합니다.

--- 2. Executor 프레임워크 이용하기 (java.util.concurrent 패키지) 2-1. ExecutorService 사용 ```java import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; public class Main { public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3); // 3개의 쓰레드 풀 생성 for (int i = 0; i < 10; i++) { int taskNum = i; executor.submit(() -> { System.out.println("Task " + taskNum + " is running by " + Thread.currentThread().getName()); }); } executor.shutdown(); // 모든 작업 완료 후 종료 } } ``` - 스레드 관리를 프레임워크가 대신해 주어 다수의 작업을 효율적으로 처리 가능 - `newFixedThreadPool`, `newCachedThreadPool`, `newSingleThreadExecutor` 등 다양한 풀 생성 메서드 제공 --- 3. CompletableFuture 사용하기 (비동기 병렬 처리) ```java import java.util.concurrent.CompletableFuture; public class Main { public static void main(String[] args) { CompletableFuture future = CompletableFuture.runAsync(() -> { System.out.println("Async task running in " + Thread.currentThread().getName()); }); future.join(); // 작업이 끝날 때까지 기다림 } } ``` - 복잡한 비동기 작업을 쉽게 연결하고 병렬 실행을 지원 - `supplyAsync()`, `thenApply()`, `thenCompose()` 등 다양한 메서드를 통해 비동기 흐름 제어 가능 --- 4. 병렬 스트림(parallel streams) 사용하기 ```java import java.util.Arrays; public class Main { public static void main(String[] args) { Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5) .parallelStream() .forEach(n -> System.out.println("Number: " + n + " processed by " + Thread.currentThread().getName())); } } ``` - Java 8부터 지원하는 스트림 API에서 `.parallelStream()`을 통해 간단하게 병렬 처리 구현 가능 - 내부적으로 스레드 풀을 이용해 각 요소들을 병렬 처리 | 방법 | 특징 | 용도 | |-----------------------|---------------------------------------------------|----------------------------------------------| | Thread, Runnable | 스레드를 직접 생성 및 관리 | 간단한 병렬 작업 | | ExecutorService | 스레드풀을 통한 효율적 스레드 관리 및 작업 처리 | 대규모 작업 또는 스레드 관리를 효율적으로 할 때 | | CompletableFuture | 비동기 작업 및 복잡한 병렬 처리 플로우 구현 | 비동기 API 연동, 복잡한 작업 연결 | | parallelStream | 컬렉션 등의 데이터 병렬 처리 | 컬렉션 데이터의 병렬 연산 | --- 병렬 처리 시에는 공유 자원 동기화 및 스레드 안전성에 유의해야 하며, 과도한 스레드 생성은 오히려 성능 저하를 가져올 수 있으므로 적절한 스레드 풀 크기 설정과 작업 분할이 중요합니다.