ThreadLocalRandom의 설계의도와 스레드의 관계

ThreadLocalRandom 클래스의 설계 의도는 무엇일까??

기존의 Random 클래스는 멀티 스레드 환경에서 동시에 요청하는 스레드가 많을 경우 스레들간의 경합이 발생되어, 성능저하를 발생시킨다.

이를 개선하기 위해서 ThreadLocalRandom 클래스가 등장했다.

Random 클래스가 왜 경합이 발생하는 데??

다음은 Random 클래스의 핵심 메서드인 next() 메서드이다.

 

protected int next(int bits) {
    long oldseed, nextseed;
    AtomicLong seed = this.seed;
    do {
        oldseed = seed.get();
        nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask;
    } while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed));
    return (int)(nextseed >>> (48 - bits));
}

위 메서드 seed.compareAndSet(oldseed, nextseed)는 seed의 현재 값이 oldseed와 동일한 경우에만 nextseed로 업데이트하고 true를 반환한다.  만약 seed의 값이 oldseed와 다르다면 (즉, 다른 스레드에 의해 변경되었다면) false를 반환하고 값을 업데이트하지 않습니다.

 

이렇게 하는 이유는 Random 클래스는 자신의 seed를 기준으로 난수를 생성하는 데, 기존 스레드가 아닌 다른 스레드가 seed를 변경한다면, seed가 변경되었기 때문에 기존에 나왔던 수가 나올 수 있다. 

 

이는 난수가 나올 수 있게 하였지만, 멀티 스레드 환경에서 동시에 요청하는 스레드가 많을 경우 스레드간의 경합이 발생되어, 성능저하가 발생할 수 있다는 단점이 있다.

따라서, 멀티 스레드 환경에서는 ThreadLocalRandom 클래스를 사용해야한다.

 

 

그렇다면, 아래의 코드는 옳은 코드일까??

public class PostRandomFetcher {
  
	private static final ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
	
	...

}

 

옳지 않은 코드입니다. 물론 제 코드..🥲

먼저, 정적 필드의 특징이 무엇인가??

 

정적 필드의 특징 중 하나는 모든 인스턴스는 동일한 정적 필드를 공유한다는 것이다.

이말은 정적 필드에 해당 인스턴스를 저장하고 사용하는 것의 의미는 PostRandomFetcher를 사용하는 모든 스레드는 동일한 random 변수를 사용한다는 것이다.

여기서 잠깐!!

ThreadLocalRandomFetcher Class를 사용한 이유가 무엇이었는가??

멀티 스레드 환경에서 성능 저하가 발생할 수 있어서이다.

위와 같이 정적 필드에 해당 인스턴스를 저장해버리면 모든 스레드가 ThreadLocalRandom 인스턴스를 공유하게 된다.

즉 멀티 스레드 환경에서 문제가 일어날 수 있으며, ThreadLocalRandom 클래스를 사용하는 이유 중 하나인 안정성을 보장하지 못한다.

 

 

따라서 아래와 같이 사용해야한다.

public class PostRandomFetcher {
	
	...

	public void example(int param){
		int random = ThreadLocalRandom.current.nextInt(param);
		...
	}

}

 

 

 

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글 내용 관련하여 피드백해주신다면 너무 환영입니다!!