기본 개념
전역변수인데 쓰레드마다 고유하게 접근할 수 있는 전역변수
왜 필요할까?
스토리
각 쓰레드를 각 프로세스에 할당해서 해당 프로세스 작업만 하는 것이 아니라
위 이미지와 같이 다양한 프로세스를 이곳 저곳 옮겨 다니면서 작업을 하게 된다.
그래서 경합이 발생될 만한 곳에 락을 생성하는 방법을 생각할 수도 있다.
일감 분배를 어떻게 해야하는가 병렬 프로그래밍의 핵심이다.
2명의 직원이 한 테이블에 몰리는 것은 말이 안됨?
정해진 방법이 없기 때문에 그저 최선의 방법을 찾아나가는 방법 밖에는 없다.
아이템을 강화 → DB에 저장 → 성공 → 클라이언트 세션
위와같이 모든 로직들이 다 얽혀 있게 된다.
이런 식으로 락을 모든 부분에 락을 배치하면 해결이 될 것 같지만 그렇게 되면 치명적인 문제가 발생한다.
바로 한쪽에 쓰레드가 몰리는 경우가 발생한다.
예를들어 Wow에서 몇 백명이 모여서 전쟁을 펼칠 때
클라이언트 세션에서 같은 공간으로 패킷을 쏘게 될 것이다.
락은 상호 배타적이기 때문에 쓰레드가 아무리 한 곳에 몰린다고 해도 한번에 일감을 하나씩 밖에 처리를 못하게 된다.
그래서 멀티쓰레드를 활용해서 결국 쓰레드를 많이 고용해도 결국 lock 때문에(동기화 때문에) 빠른 속도로 일감을 처리하지 못한다.
이런 경우는 오히려 멀티쓰레드로 처리하는 게 더 안좋다. 왜냐면 위와 같이 쓰레드가 한 곳에 쏠리는 현상도 발생하지만
그래서 결론은 멀티쓰레드 환경에서 락만 걸고 일단 최선의 방법이라고 장담할 수가 없다.
언리얼 엔진 기반 학원에서 서버는 별거 없을 것 같다는 이야기를 하면서 lock만 걸면 되는 거 아니냐란 이야기를 들은 적이 있다.
하지만 당연히 안된다. 어떤 게임을 만들지에 따라 다르다.
wow와 같은 게임의 서버를 만들 때 위와 같이 쓰레드가 한 곳에 몰리는 현상을 처리할 수가 없게 된다.
그래서 알아볼 방법이 Thread Local Storage이다.
이 방법을 통해서 일감을 잘 나누는 방법을 한번 알아보자
식당의 예를 들어서
손님들이 한식 메뉴를 동시에 주문을 했다고 가정(한곳에 일감이 몰림).
그래서 직원들이 서빙을 할 때 반찬 하나만 들고 손님들 자리에 갖다 놓고 또 반찬 하나만 들고 자리에 갖다 놓고를 반복하면 굉장히 비효율적이다.
그래서 서빙을 할 때 보면 큰 쟁반 위에 반찬을 올려놓고 한번에 서빙을 하게 된다.
한 번에 일감을 많이 가져가서 분배를 손님 테이블에 분배를 하는 방법이 유용하게 사용이 됨
각 쓰레별로 힙 영역에 접근할 수 있는 별도의 전역 공간이 있으면 좋겠다는 아이디어에서 착안함
일감이 많이 몰려서 힙 영역에서 데이터를 하나씩 가지고 가는 것이 아니라
한 번에 TLS로 많이 가지고 가서 쪼금씩 까먹는 방법이다.
실습 예제
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace ServerCore
{
class Program
{
// 그냥 전역 변수로 쓰레드 이름을 선언하면
// 모든 쓰레드에서 접근이 가능하고 변경 시 다른 쓰레드에도 영향을 주게 된다.
// 따라서 TLS 영역으로 보관
// 아래와 같이 래핑을 해서 사용을 하면 된다.
// 쓰레드 마다 TLS에 접근을 하면 자신만의 공간에 저장이 되기 때문에
// 특정 쓰레드에서 쓰레드 이름을 고친다고 해도 다른 쓰레드에는 영향을 주지 않게 된다.
// 즉, 쓰레드 마다 고유의 영역이 생겼다고 생각하면 된다.
static ThreadLocal<string> ThreadName = new ThreadLocal<string>();
static void WhoAmI()
{
ThreadName.Value = $"My Name is {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}";
// 다른 쓰레드들이 이름을 고쳤을 때 영향을 주는지 확인
Thread.Sleep(1000);
System.Console.WriteLine(ThreadName.Value);
}
static void Main(string[] args)
{
// Parallel Library?
// Invoke()를 사용하면 Action들 만큼 Task를 생성해서 실행시켜줌
// 즉, ThreadPool에 있는 Thread들을 하나씩 꺼내서 사용함
Parallel.Invoke(WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI);
}
}
}using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;
namespace ServerCore
{
class Program
{
// 그냥 전역 변수로 쓰레드 이름을 선언하면
// 모든 쓰레드에서 접근이 가능하고 변경 시 다른 쓰레드에도 영향을 주게 된다.
// 따라서 TLS 영역으로 보관
// 아래와 같이 래핑을 해서 사용을 하면 된다.
// 쓰레드 마다 TLS에 접근을 하면 자신만의 공간에 저장이 되기 때문에
// 특정 쓰레드에서 쓰레드 이름을 고친다고 해도 다른 쓰레드에는 영향을 주지 않게 된다.
// 즉, 쓰레드 마다 고유의 영역이 생겼다고 생각하면 된다.
static ThreadLocal<string> ThreadName = new ThreadLocal<string>(()=>
{
// 쓰레드가 새로 실행될 때마다 100프로 확률로 TLS를 생성하는 것이 아니라
// 상황에 따라 쓰레드 네임의 밸류가 없을 때 생성?
ThreadName.Value = $"My Name is {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}";
});
static void WhoAmI()
{
bool isRepeat = ThreadName.IsValueCreated;
if (isRepeat)
System.Console.WriteLine(ThreadName.Value + " (repeat)");
else
System.Console.WriteLine(ThreadName.Value);
// repeat으로 출력이 되는 의미는
// 이미 생성된 쓰레드에서 해당 일감(여기서는 WhoAmI 메서드)을 또 다시 처리한다는 의미
// 그래서 재사용을 한다고 생각하면 됨
// 좀더 세부적으로
// ThreadName.Value이 null일 때 Action이 콜백되면서 ThreadName.Value 값이 할당됨
}
static void Main(string[] args)
{
// Parallel Library?
// Invoke()를 사용하면 Action들 만큼 Task를 생성해서 실행시켜줌
// 즉, ThreadPool에 있는 Thread들을 하나씩 꺼내서 사용함
Parallel.Invoke(WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI, WhoAmI);
// 모든 사용이 끝나면 폐기
ThreadName.Dispose();
}
// 응용 방법?
// 일감들이 어마어마하게 많게 큐에 저장이 되어 있다면
// 큐에서 하나씩만 꺼내서 처리하는 것이 아니라
// 100개씩 한 뭉텅이씩 자신의 공간에 넣고(TLS)
// 필요할 때마다 하나씩 꺼내서 사용하면 됨
// 즉 JobQueue에 진입 후 lock을 건 상태에서 최대한 일감을 많이 가지고 와서
// TLS에 저장하면 좀더 경합을 줄일 수 있어서 부하를 낮출 수 있음
// 이런 상황이 아니라도 다양한 상황에서 사용이 됨
// 위의 예와 같이 ThreadName이든 Thread의 고유 ID를 만들든
}
}