자바 동시성 프로그래밍 [리액티브 프로그래밍 Part.1]

요즘 컴퓨팅 환경에서 꼭 필요한
동시성 프로그래밍!

멀티코어 프로세서의 보편화와 분산 컴퓨팅 환경의 발전으로, 동시성 프로그래밍의 중요성은 어느 때보다 높아졌습니다. 자바는 이러한 변화에 발맞추어 강력한 동시성 프로그래밍 기능을 제공합니다.
본 강좌는 현대 컴퓨팅 환경에서 필수적인 동시성 프로그래밍을 자바 언어로 깊이 있게 학습할 수 있습니다.

다양한 기능과 패턴 실습으로 배우는
자바 동시성 프로그래밍

자바 메모리모델의 이해부터 시작하여, 스레드(Thread)의 관리, 동기화(Synchronization) 기법, 데드락(Deadlock) 해결 전략, 병렬 스트림(Parallel Streams), 비동기 프로그래밍 기능인 CompletableFuture 등 고급 동시성 기능에 이르기까지 심도있는 지식을 얻을 수 있습니다.

또한 이론적인 지식 전달뿐만 아니라, 실제 코딩 예제와 여러 사례를 통해 이론을 실제 문제 해결에 적용하는 방법을 가르치고 있으며 volatile 키워드, synchronized 블록, ReentrantLocks, Condition 객체 등 자바의 동기화 메커니즘을 직접 경험하게 될 것입니다.

나아가 여러분은 Atomic 변수, CountDownLatch, CyclicBarrier, Semaphore와 같은 자바의 동시성 유틸리티를 사용하는 방법을 배울 것입니다. 또한, 병렬 처리와 성능 최적화 전략도 중요한 학습 주제입니다.

더 나아가 리액티브 프로그래밍을 위한 기초 및 기본 지식을 쌓는 초석의 역할을 할 것이며 자바의 차세대 스레드 모델인 Virtual Thread 를 준비하는 중요한 밑거름이 될 것이라 확신합니다.

입문자, 중·고급자 모두를 위한 강의

본 강좌는 자바 동시성을 처음 접하는 입문자부터 기초적인 지식이나 사용 경험은 있지만 좀 더 깊이 있는 지식 습득과 자바 동시성의 핵심 원리, 내부 구조, 동작 방식 등을 심도 있게 이해하고 이를 응용하고자 하는 중·고급자를 위해 제작하였습니다.

주요 학습 내용 💡

본 강의는 동시성 프로그래밍을 위한 핵심 주제로 크게 자바 스레드와 동기화, 동시성 프로그래밍, 비동기 프로그래밍의 세 가지 축을 중심으로 수업을 진행합니다.

강의 구성 및 상세 커리큘럼 🏃

섹션 1. 운영 체제 기본

• 운영 체제의 기본 원리와 멀티태스킹, 프로세스와 스레드의 차이점을 학습합니다.

• Parallel & Concurrent, Context Switch, CPU Bound & I/O Bound, 사용자 모드 & 커널 모드 등 핵심적인 운영 체제 개념을 통해 동시성 프로그래밍의 기초를 이해하고, 스케줄링의 기본 원칙을 배웁니다

섹션 2. Java Thread Fundamentals - 스레드 생성 및 실행 구조

• 자바에서 스레드를 생성, 실행, 종료 방법을 자세히 배웁니다.

• 스레드의 생명주기를 각 상태별로 시뮬레이션 하면서 각 상태마다 어떤 특징과 실행흐름으로 가지고 있는지 단계별로 학습합니다.

섹션 3. Java Thread Fundamentals - 스레드 기본 API

• 자바의 스레드 관련 API에 대한 심층적인 개념과 구조를 설명합니다.

• sleep, join, interrupt, priority 등 멀티스레드 구현에 있어 반드시 알아야 할 개념과 네이티브 메서드 실행에 의한 JVM 과 OS 간 연결 구조 및 흐름에 대해 심도 있게 학습합니다.

섹션 4. Java Thread Fundamentals - 스레드 활용

• 실제 프로젝트에서 스레드를 효과적으로 사용하는 방법을 배웁니다.

• 중단 및 복구 등의 주제를 다루며, 스레드 그룹과 스레드 로컬, 스레드 예외 처리 등에 대해 학습합니다.

섹션 5. Synchronization Fundamentals - 동기화 개념

• 동기화의 기본 개념과 멀티스레딩 환경에서의 중요성을 깊이 있게 학습합니다.

• 동기화와 CPU 와의 관계, Critical Seciton, 안저한 스레드 구성 등 동기화 기법을 이해하기 위한 기초적인 개념을 심도있게 학습합니다.

섹션 6. Synchronization Fundamentals - 동기화 기법

• 동기화의 다양한 기법과 그 적용 방법을 심층적으로 다룹니다.

• 동기화 기법인 뮤텍스, 세마포어, 모니터, Spin Lock 등 락의 개념과 동기화를 사용한 데이터 보호 및 일관성 유지 전략을 배웁니다.

섹션 7. Java Synchronization

• 자바에서 제공하는 동기화 메커니즘을 심층적으로 학습합니다.

• Synchronized 의 개념, 조건 변수, volatile, 교착상태 등을 포함하여 자바에서 제공하는 다양한 동기화 메커니즘을 다룹니다.

섹션 8. Java Locks

• 자바의 락(Lock) 인터페이스와 다양한 형태의 클래스들을 알아보고 Lock 사용법 및 Lock 을 통한 동기화 문제를 해결하는 방법을 학습합니다.

• 특히 쓰기락과 읽기락의 특징과 장단점 등을 살펴보고 락의 조건변수 활용법과 실무 예제를 통한 정확한 사용방법을 익힐 수 있도록 합니다.

섹션 9. Java 동기화 도구

• 자바에서 제공하는 다양한 동기화 도구들을 학습합니다.

• Atomic Variables (단일연산변수), Atomic * FieldUpdater(단일연산필드업데이트), 카운트다운 래치, 사이클릭 배리어 등의 도구를 사용한 실질적인 적용 방법을 학습합니다.

.섹션 10. 자바 동시성 프레임워크

• 자바에서 제공하는 Executor, ExecutorService 및 Executors 클래스들의 개념과 특징을 이해하고 스레드 풀을 사용하여 멀티스레드 애플리케이션을 효율적으로 관리하고 최적화하는 방법을 배웁니다.

• Future 인터페이스를 통해 비동기 작업의 결과를 어떻게 처리하고 관리하는지에 대한 실무적인 지식을 제공합니다.

• 이러한 개념들을 실제 사례와 실습을 통해 적용함으로써, 복잡한 동시성 문제를 해결하고, 응답성과 성능이 우수한 자바 애플리케이션을 개발할 수 있게 됩니다.

섹션 11. ThreadPoolExecutor

• ThreadPoolExecutor의 원리와 사용 방법을 자세히 배웁니다.

• 스레드 풀의 생성, 관리, 최적화 방법을 다루며, 스레드 풀을 사용한 효율적인 리소스 관리와 예외 처리 관리 방법 등에 대해 학습하며 전체 아키텍처와 흐름도에 대해 살펴봅니다.

섹션 12: CompletableFuture

• 자바의 비동기 프로그래밍 기능인 CompletableFuture에 대해 깊이 있게 다룹니다.

• 자바 8에서 도입된 이 강력한 클래스를 통해, 비동기 프로그래밍의 기본 개념부터 시작하여, 실제 작업 흐름을 구성하고 관리하는 방법을 배울 수 있습니다.

• 각 세션은 CompletableFuture의 다양한 메서드와 사용 사례를 상세히 설명하며, 예외 처리, 결과 조합, 그리고 비동기 작업 연쇄 등에 대한 실용적인 기법들을 학습합니다.

이 강의를 만든 
지식공유자를 소개합니다.

정수원(leaven)

• 현직 자바 개발자

• SI/SM/솔루션/Mobile/Front&Back-end 의 다양한 프로젝트 경험

• Architect/PM/PL 로서 역할 수행

• Github