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ThreadLocal

동시성 문제

여러 쓰레드가 동시에 같은 인스턴스의 필드 값을 변경하면서 발생하는 문제를 동시성 문제라 한다. 이런 동시성 문제는 여러 쓰레드가 같은 인스턴스의 필드에 접근해야 하기 때문에 트래픽이 적은 상황에서는 확률상 잘 나타나지 않고, 트래픽이 점점 많아질 수 록 자주 발생한다.

특히 스프링 빈처럼 싱글톤 객체의 필드를 변경하며 사용할 때 이러한 동시성 문제를 조심해야 한다.

참고

이런 동시성 문제는 지역 변수에서는 발생하지 않는다. 지역 변수는 쓰레드마다 각각 다른 메모리 영역이 할당된다. 동시성 문제가 발생하는 곳은 같은 인스턴스의 필드(주로 싱글톤에서 자주 발생), 또는 static 같은 공용 필드에 접근할 때 발생한다. 동시성 문제는 값을 읽기만 하면 발생하지 않는다. 어디선가 값을 변경하기 때문에 발생한다.

ThreadLocal 소개

• 쓰레드 로컬은 해당 쓰레드만 접근할 수 있는 특별한 저장소를 말한다
• 자바는 언어 차원에서 쓰레드 로컬을 지원하기 위한 java.lang.ThreadLocal 클래스를 제공한다

private final ThreadLocal<String> nameStore = new ThreadLocal<>();

• ThreadLocal 사용법
  • 값 저장: ThreadLocal.set(xxx)
  • 값 조회: ThreadLocal.get()
  • 값 제거: ThreadLocal.remove()

주의 해당 쓰레드가 쓰레드 로컬을 모두 사용하고 나면 ThreadLocal.remove() 를 호출해서 쓰레드 로컬에 저장된 값을 제거해주어야 한다.

Thread Local 주의사항

쓰레드 로컬의 값을 사용 후 제거하지 않고 그냥 두면 WAS(톰캣)처럼 쓰레드 풀을 사용하는 경우에 심각한 문제가 발생할 수 있다.

사용자 A 저장 요청

1. 사용자A가 저장 HTTP를 요청했다.
2. WAS는 쓰레드 풀에서 쓰레드를 하나 조회한다.
3. 쓰레드 thread-A 가 할당되었다.
4. thread-A 는 사용자A 의 데이터를 쓰레드 로컬에 저장한다.
5. 쓰레드 로컬의 thread-A 전용 보관소에 사용자A 데이터를 보관한다.

사용자 B 저장 요청 종료

1. 사용자A의 HTTP 응답이 끝난다.
2. WAS는 사용이 끝난 thread-A 를 쓰레드 풀에 반환한다. 쓰레드를 생성하는 비용은 비싸기 때문에 쓰레드를 제거하지 않고, 보통 쓰레드 풀을 통해서 쓰레드를 재사용한다.
3. thread-A 는 쓰레드풀에 아직 살아있다. 따라서 쓰레드 로컬의 thread-A 전용 보관소에 사용자A 데이터도 함께 살아있게 된다.

문제점

• 결과적으로 다른 사용자의 새로운 요청이 들어왔을 때 thread-A를 재사용하게 된다.
  • (사용자A의 데이터를 확인하게 되는 심각한 문제가 발생하게 된다.)
• 이런 문제를 예방하려면 사용자A의 요청이 끝날 때 쓰레드 로컬의 값을 ThreadLocal.remove()를 통해서 꼭 제거해야 한다.
  • 인터셉터나 필터에서 제거하도록 하자

Q&A request scope vs ThreadLocal

• request 스코프는 HTTP 요청 + 스프링 안에서만 동작한다.
• 쓰레드 로컬은 HTTP 요청과 무관하게 동작하고 스프링과 상관없는 자바가 제공하는 기본 기능
• 따라서 더 범용으로 사용된다고 생각하면 됨