[99클럽 면접 스터디 TIL 1일차] 동시성 문제 해결

Q. 동시성 문제란 무엇이며, 이를 해결하기 위한 기본적인 전략을 설명해주세요. 

실제 운영 환경에 적용한 사례가 있다면 함께 설명해 주어도 좋습니다.

 

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✅ 동시성 문제란?

동시성 문제(Concurrency Issue)란 여러 스레드가 동시에 동일한 자원에 접근하거나 수정하려고 할 때 발생하는 문제입니다.

멀티스레드 환경에서 자주 나타나며, 잘못된 동작이나 비정상 종료로 이어질 수 있습니다.

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❗️대표적인 동시성 문제 유형

 

문제	유형 설명
Race Condition	두 스레드가 동시에 자원에 접근하여 실행 순서에 따라 결과가 달라지는 현상
Deadlock	서로의 자원을 기다리며 무한 대기하는 상태
Livelock	서로 양보만 하다가 진전 없이 루프를 반복하는 상태
Starvation	특정 스레드가 자원 접근 기회를 계속 박탈당하는 현상

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🛠 동시성 문제 해결 전략

1. synchronized 키워드로 임계 구역 보호

public class Counter {
    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++; // 임계 구역
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

• synchronized 메서드 또는 블록을 사용해 한 번에 하나의 스레드만 접근 가능하도록 보장

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2. ReentrantLock으로 명시적 락 제어

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class Counter {
    private int count = 0;
    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }
}

• 더 정밀한 락 제어가 필요할 때 유용 (예: 타임아웃, tryLock 등)

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3. AtomicInteger로 원자적 연산

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class Counter {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }

    public int getCount() {
        return count.get();
    }
}

• 내부적으로 CAS(compare-and-swap) 알고리즘 기반으로 락 없이 스레드 안전한 연산 수행

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4. 불변 객체(Immutable Object) 사용

public final class User {
    private final String name;
    private final int age;

    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Getter만 제공 (setter 없음)
}

• 객체를 변경 불가능하게 만들면 동시 접근 시에도 안전
• 변경 시에는 새 객체 생성 → 공유 자원 경쟁 없음

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5. 동시성 컬렉션 사용 (ConcurrentHashMap, CopyOnWriteArrayList 등)

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class UserStore {
    private ConcurrentHashMap<String, String> userMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public void addUser(String id, String name) {
        userMap.put(id, name); // 스레드 안전
    }

    public String getUser(String id) {
        return userMap.get(id);
    }
}

• HashMap이나 ArrayList는 멀티스레드에서 위험 → Java에서 제공하는 동시성 컬렉션 사용 권장

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📌 정리

 

전략	사용 도구	장점
임계 구역 보호	synchronized	간단한 락 처리
명시적 락 제어	ReentrantLock	유연하고 강력한 제어
원자 연산	AtomicInteger 등	락 없이 성능 최적화
불변 객체 사용	final, 생성자 초기화	공유 자원 없이 안전
동시성 컬렉션	ConcurrentHashMap 등	자주 사용하는 자료구조 안전하게 사용 가능

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