프로그램이 런타임 중에 동적으로 메모리를 할당하려면 new/delete 키워드를 사용하여 운영체제한테 메모리를 요구합니다. 이 때 시스템 콜을 시작으로(커널 모드 진입) 전역 힙에서 요청한 크기의 블록을 찾고 Free list 를 관리하며 필요한 경우 메모리 페이지 테이블 업데이트 등의 작업을 수행하고 여러 스레드가 동시에 힙에 접근하는 것을 막기 위해 동기화 작업도 진행됩니다. 현대의 응용 프로그래밍은 이런 내부적인 상황까지 고려하여 설계하지 않겠지만, 최적화 관점에서 볼 때 동적으로 생성하는 것(메모리, 스레드 등등)을 최소화하면 좋다는 것입니다! 😄...
프로그램이나 앱이 한번 가동되면 종료될 때까지 한 개의 인스턴스만을 가져야 하는 경우가 있습니다. 예를 들면 소켓, I/O 처리, 옵션 설정 등이 있을 겁니다. 지금까지 싱글톤 패턴을 이용해 어디서든 instance를 가져와 사용했었는데, 아주 큰 단점이 하나 있습니다. 사용하는 순간 종속되어 단위 테스트와 다른 프로젝트에 재활용할 수 없다는 것이죠. 😨 그래서 최대한 싱글톤 사용을 지양하고자 다른 방법을 찾게 되었습니다. 바로 의존성 주입(DI)죠. 🔍 의존성 주입 (DI, Dependency Injection) 💡 Quotation 의존성 주입은 프로그램 디자인이 결합도를 느슨하게 되도록 하고 의존관계 역전 원칙과 단일 책임 원칙을 따르도록 클라이언트의 생성에 대한 의존성을 클라이언트의 행위로부터 분리하는 것이다....
지난번에 만들었던 스레드풀은 mutex를 이용하여 하나의 작업 큐(공유자원)을 lock-unlock 을 이용하여 각 스레드가 작업을 가져갔습니다. 스레드가 많고 작업 시간이 짧을 수록 더 많은 경쟁을 할 것인데 이로 인해 작업을 처리하는 비용보다 작업을 빼오는 오버헤드가 더 클 것 같습니다. 😨 💡 항상 Lock-free가 빠른 것은 아님! 따라서 벤치마킹 후 성능이 좋은 쪽을 선택해야 합니다. 🚀 Lock-free 작업 큐 구현 기존 스레드풀에서 thread-unsafety 였던 큐를 Lock-free 큐로 변경을 하려고 합니다. 그러기 위해 큐를 직접 구현해야 하는데 큐의 조건은 다음과 같습니다....
멀티 스레드 환경에서 공유 자원은 항상 mutex의 lock - unlock 을 통해 임계 구역을 만든 후 다뤘었습니다. 그러다가 Lock-free 라는 개념을 접했고 std::atomic 객체를 사용해 보면서 여러 스레드가 동시에 공유 자원에 접근하게 된다면 어떻게 보일지 다시 생각해 보게 됐습니다. 🔍 원자성 💡 Quotation 원자성(原子性, atomicity)은 어떤 것이 더 이상 쪼개질 수 없는 성질을 말한다. 어떤 것이 원자성을 가지고 있다면 원자적(atomic)이라고 한다. 어떠한 작업이 실행될 때 언제나 완전하게 진행되어 종료되거나, 그럴 수 없는 경우 실행을 하지 않는 경우를 말한다....
🔬 단순 카운트 테스트 (std::atomic vs mutex) 스레드: 12개 스레드당 카운팅: 5천만개 std::atomic 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 #include<iostream> #include<iomanip> #include<atomic> #include<thread> #include<mutex> #include<chrono> #include<vector> const size_t THREAD_NUM = 12; const size_t COUNT_NUM = 50'000'000; std::atomic<int> atomic_counter(0); void increse_counter_with_atomic(std::memory_order mo) { for(size_t i = 0; i < COUNT_NUM; i++) { atomic_counter....