1) Java 모니터

• java 초창기 부터 제공된 기능
• 병생성을 위한 BoundedBuffer 클래스를 제공한다. → 여기에 생성된 자원을 넣고 빼고 함
• 관련 메서드
  • insert() : 생산자가 만든 자원을 BoundedBuffer에 넣는 메서드, 만약 버퍼가 꽉찼다면 대기 집합으로!
  • remove(): 소비자가 BoundedBuffer에서 자원을 꺼내는 메서드, 버퍼에 자원이 없다면 대기 집합으로!
  • wait() : 스레드의 락을 해제하고, 버퍼에 넣거나 빼질 못할 경우 봉쇄상태로 변경후, 대기큐로 이동
  • notify() : 대기 집합의 임의의 스레드 선택후, 진입 집합으로 이동, 봉쇄 상태 해제
• 진입 집합 : 락을 획득하기 위한 집합
• 대기 집합 : insert(),remove() 메서드를 완전히 수행하지 못할 경우 대기하는 곳

public synchronized void insert(E item){
	while(count == BUFFER.SIZE){
		try{
			wait();
		}
		catch (InterruptedException ie){}
	}
		
	buffer[in] = item;
	in = (in +1) % BUFFER.SIZE;
	count++;
		
	notify();
}

public synchronized void remove(E item){
	while(count == 0){
		try{
			wait();
		}
		catch (InterruptedException ie){}
	}
		
	item = buffer[out]
	out = (out + 1) % BUFFER.SIZE;
	count--;
		
	notify();
}
	

• 진행 ( 가정 : 버퍼가 가득 찬 경우 )
  1. insert() 메서드를 실행하였으나 wait() 에 의해 락을 반납하고 대기 집합으로 이동
  2. 소비자는 락이 생겨 remove()로 접근이 가능해져 실행 한 후 notify() 실행, 소비자가 아직 락 소유
  3. notify() 호출은 대기 집합의 소비자를 제거하고 진입 집합에 넣는다.
  4. remove() 메서드 종료 및 락 해제
  5. 진입 가능한 생산자가 다시 insert() 실행 후 wait()를 실행해 삽입이 가능한지 확인 후 삽입, 대기 집합에 스레드가 없으면 notify() 호출은 무시, 메서드 종료시 락 또한 해제

2) 재진입 락 (Reentrant Locks)

• sychronized 와 동일한 명령문처럼 작동 (공정성 매개변수가 따로 있는게 차이점 - 무한대기방지를 위해)
• ReentrantLock은 단일 스레드가 소유하며 공유 자원에 대한 상호 배타적 액세스를 제공하는 데 사용
• 관련 메서드
  • lock() : 락을 사용할 수 있거나, 이미 락을 소유한 스레드(재진입 락이라 불리는 이유)가 이 메서드를 호출한 경우 lock()는 호출 스레드에게 락 소우권을 주고 제어를 return한다.
  • unlock(): 락을 해제할 때 사용함, 반드시 finally를 통해 항상 마지막에 락을 해제하도록 한다.
• Reader가 많은경우 매우 보수적일 수 있다. 하지만 ReentrantReadWriterLock을 사용해 이러한 단점을 보완할 수 있다 → Reader - Writer 방식처럼 하나의 Writer 에 여러 Reader가 존재할 수 있다.

Lock key = new ReentrantLock();

key.lock();
try{
	/* 제어를 얻어 임계구역에 진입 */
} 
finally{
	key.unlock();
}

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// 아래처럼  두 번의 락을 획득하는 것의 불필요한 경쟁을 피하기 위한 재진입 락
public void function(){
	lock()
	
	funciontB();
	
	unlock();
}

public void functionB(){
	lock();
	
	~~~
	
	unlock();
	}

3) 세마포

• 카운팅 세마포를 활용이 가능하다.

Semaphore(int value); // value는 초기값을 지정

/*예시*/

Semaphore sem = new Semaphore(1);

try{
	sem.acquire(); //카운팅으로 임계구역 진입 등등
		/* critical section */
}
catch (InterruptedException ie) {}
finally {
	sem.release(); // 세마포 해제
}

4) 조건 변수

• 처음에 설명한 모니터 방식에 재진입 락 방식과 조건 변수를 섞은 버전이다.