Java에서 교착 상태(deadlock)란 두 개 이상의 스레드가 영원히 차단되어, 서로가 점유한 자원을 기다리며 프로그램이 더 이상 진행되지 못하는 상황을 의미합니다. 교착 상태는 최소한 두 개의 스레드와 두 개 이상의 공유 자원이 관련될 때 발생할 수 있습니다.
교착 상태를 피하는 방법
- 중첩된 락(Nested Locks) 피하기: 교착 상태는 주로 여러 스레드에 락을 동시에 부여할 때 발생합니다. 이미 하나의 락을 보유하고 있다면, 그 상태에서 다른 락을 추가로 획득하지 않도록 설계하는 것이 안전합니다.
- 불필요한 락 피하기: 반드시 필요한 멤버에만 락을 적용해야 합니다. 불필요하게 넓은 범위에 락을 걸면 교착 상태가 발생할 위험이 커집니다.
- Thread.join() 활용하기: 한 스레드가 다른 스레드의 종료를 무한정 기다리는 상황에서 교착 상태가 나타날 수 있습니다. 이럴 때 Thread.join()에 최대 대기 시간을 지정하면 무한 대기를 방지할 수 있습니다.
예제 코드
아래 예제에서는 두 스레드(t1, t2)가 각각 두 개의 객체(obj1, obj2 / obj2, obj3)에 순차적으로 락을 획득합니다. 핵심은 첫 번째 락을 반드시 해제한 후 두 번째 락을 획득하도록 작성했다는 점입니다. 즉, 락이 중첩되지 않기 때문에 교착 상태가 발생하지 않습니다. 만약 synchronized 블록을 중첩시켜 하나의 락을 보유한 상태로 다른 락을 요청한다면, 실행 순서에 따라 교착 상태가 일어날 수 있습니다.
public class DeadlockTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Object obj1 = new Object();
Object obj2 = new Object();
Object obj3 = new Object();
Thread t1 = new Thread(new SyncThread(obj1, obj2), "t1");
Thread t2 = new Thread(new SyncThread(obj2, obj3), "t2");
t1.start();
Thread.sleep(2000);
t2.start();
Thread.sleep(2000);
}
}
class SyncThread implements Runnable {
private Object obj1;
private Object obj2;
public SyncThread(Object o1, Object o2){
this.obj1 = o1;
this.obj2 = o2;
}
@Override
public void run() {
String name = Thread.currentThread().getName();
System.out.println(name + " acquiring lock on " + obj1);
synchronized (obj1) {
System.out.println(name + " acquired lock on " + obj1);
work();
}
System.out.println(name + " released lock on " + obj1);
System.out.println(name + " acquiring lock on " + obj2);
synchronized (obj2) {
System.out.println(name + " acquired lock on " + obj2);
work();
}
System.out.println(name + " released lock on " + obj2);
System.out.println(name + " finished execution.");
}
private void work() {
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
}
실행 결과
t1 acquiring lock on java.lang.Object@917d8d4 t1 acquired lock on java.lang.Object@917d8d4 t2 acquiring lock on java.lang.Object@5c4b42fb t2 acquired lock on java.lang.Object@5c4b42fb t1 released lock on java.lang.Object@917d8d4 t1 acquiring lock on java.lang.Object@5c4b42fb t1 acquired lock on java.lang.Object@5c4b42fb t2 released lock on java.lang.Object@5c4b42fb t2 acquiring lock on java.lang.Object@528cb702 t2 acquired lock on java.lang.Object@528cb702 t1 released lock on java.lang.Object@5c4b42fb t2 released lock on java.lang.Object@528cb702 t1 finished execution. t2 finished execution.
실행 결과를 보면 t1과 t2가 서로의 락 해제를 기다리며 멈추지 않고, 모든 스레드가 정상적으로 실행을 마치는 것을 확인할 수 있습니다. 이처럼 락 획득 순서를 일관되게 유지하고 중첩 락을 피하는 것이 Java에서 교착 상태를 예방하는 가장 기본적인 전략입니다.