1. 동시성 vs 병렬성: 무엇이 다르고 왜 중요한가?

• 현대 소프트웨어 개발에서 성능과 확장성은 점점 더 중요해지고 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해 동시성(Concurrency)과 병렬성(Parallelism)이라는 두 가지 중요한 개념이 자주 활용된다. 이 두 개념은 유사해 보이지만, 실제로는 다른 목적과 적용 분야가 있다. 본 글에서는 이 두 개념의 차이, 그리고 Java에서 이를 어떻게 활용하는지에 대해 알아본다.

• 동시성과 병렬성의 정의

  1. 동시성(Concurrency)
     • 여러 작업이 시간적으로 겹칠 수 있지만, 실제로는 동시에 실행되지 않을 수도 있다. 동시성은 작업 간의 상호 작용을 최소화하고 독립적으로 실행되도록 관리한다.
  2. 병렬성(Parallelism)
     • 여러 작업이 물리적으로 동시에 실행된다. 병렬성은 주로 데이터를 분할하여 여러 프로세서나 쓰레드에서 동시에 처리하는 것을 목표로 한다.

• 필요성과 적용 분야

  1. 성능과 확장성
     • 대규모 시스템에서는 동시성과 병렬성을 활용하여 성능과 확장성을 향상시킬 수 있다.
  2. 리소스 최적화
     • 동시성: I/O 바운드 작업이나 상호 배제가 필요한 작업에서 유용하다.
       • I/O 바운드 작업:
         • 데이터를 디스크에서 읽거나 네트워크로부터 데이터를 받는 작업 등이 있다.
         • 예를 들어, 웹 서버가 여러 클라이언트의 요청을 처리하는 경우가 이에 해당한다.
       • 상호 배제가 필요한 작업:
         • 데이터베이스 레코드를 업데이트하는 등의 작업에서, 한 번에 하나의 작업만 접근을 허용해야 할 때 사용된다.
     • 병렬성: CPU 바운드 작업에서 더 효과적이다.
       • CPU 바운드 작업:
         • 복잡한 계산이나 데이터 분석 등, CPU의 연산 능력을 주로 사용하는 작업이다.
         • 예를 들어, 이미지 처리나 머신 러닝 모델의 훈련이 이에 해당한다.

• Java에서의 구현 도구

  • Thread
    • Java에서 가장 기본적인 동시성을 구현할 수 있는 수단이다.
  • Executor Framework
    • 더 복잡한 동시성 패턴을 구현하기 위한 프레임워크로, 작업 큐와 스레드 풀을 제공한다.

• 예시

  1. 동시성의 예시
     • 온라인 쇼핑몰에서 여러 사용자가 동시에 상품을 조회하고 구매한다. 이때, Java의 **Thread**나 **Executor Framework**를 사용하여 각 요청을 독립적으로 처리한다.
  2. 병렬성의 예시
     • 대규모 데이터 분석을 수행할 때, 데이터를 여러 부분으로 나누고 이를 여러 머신에서 동시에 처리한다. 이때는 Java의 ForkJoinPool 같은 병렬 처리 라이브러리가 활용될 수 있다.

2. Java에서 동시성을 마스터하는 전략과 기술

1. 동시성의 필요성

• 동시성(Concurrency)은 서버가 여러 사용자의 요청을 동시에 처리할 수 있도록 하는 기술이다. 동시성이 없다면, 한 사용자의 요청을 처리하는 동안 다른 사용자들은 대기해야 한다. 예를 들어 계좌 조회 요청은 동시에 여러 사람들이 할 수 있어야 한다.
• Java 코드 예시: 동시성을 활용한 은행 계좌 조회 서비스
  • 역할: 계좌 조회를 동시에 처리한다.
  • 특징: 최대 10개의 동시 요청을 처리할 수 있는 고정 스레드 풀을 사용한다.

// AccountService 클래스: 동시에 여러 계좌 조회 요청을 처리
class AccountService {
    private ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);  // 최대 10개의 동시 요청 처리

    public void getAccountDetails(String accountId) {
        Runnable task = () -> {
            // 계좌 조회 로직
            System.out.println("계좌번호 세부정보 검색: " + accountId);
        };
        executorService.execute(task);  // 태스크를 ExecutorService에 제출
    }
}