메모리 구조
TLS(Thread Local Storage)
Data 영역의 전역 변수, Heap 영역의 객체는 모든 스레드가 공유한다.
그리고 Stack 영역의 지역 변수(또는 멤버 변수)는 해당 블록 내에서만 사용된다.
따라서 기본적으로 각각의 스레드마다 고유하게 갖는 메모리 영역은 없다.
이를 만들어 줄 수 있는 것이 바로 TLS이다.
TLS는 각각의 스레드마다 자기만의 변수를 저장할 수 있게 해준다.
따라서 이를 활용하여, 공유 변수로 인해 빈번한 스레드 동기화가 일어날 수 있는 경우
임시로 TLS에 저장하고 나중에 공유 변수에 동기화하는 방식으로
스레드 동기화에 의한 성능 저하를 줄여줄 수 있다.
ThreadLocal<T>
- C#의
ThreadLocal<T>타입은 각각의 스레드가TLS를 사용할 수 있게 한다.
[1] 정적 변수 사용
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private static int tlValue;
private static void ThreadBody(int value)
{
tlValue = value;
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine($"ID : {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}, Value : {tlValue}");
}
public static void Run()
{
Thread[] threads = new Thread[4];
for (int i = 0; i < threads.Length; i++)
{
threads[i] = new Thread(() => ThreadBody(i));
threads[i].IsBackground = true;
threads[i].Start();
}
for (int i = 0; i < threads.Length; i++)
{
threads[i].Join();
}
}
위와 같이 정적 변수를 참조하는 경우, 당연히 모든 스레드가 공유한다.
[2] TLS 사용
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private static ThreadLocal<int> tlValue = new ThreadLocal<int>();
private static void ThreadBody(int value)
{
tlValue.Value = value;
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine($"ID : {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}, Value : {tlValue.Value}");
}
public static void Run()
{
Thread[] threads = new Thread[4];
for (int i = 0; i < threads.Length; i++)
{
threads[i] = new Thread(() => ThreadBody(i));
threads[i].IsBackground = true;
threads[i].Start();
}
for (int i = 0; i < threads.Length; i++)
{
threads[i].Join();
}
}
이렇게 ThreadLocal<T> 변수를 사용하면
각각의 스레드가 개별적으로 변수를 가질 수 있게 된다.
초깃값 설정하기
- 따로 스레드바디에서 직접 값을 지정하지 않아도, 생성자에서 초깃값을 지정해줄 수 있다.
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private static int number = 0;
private static ThreadLocal<int> tlNumber
= new ThreadLocal<int>(() => Interlocked.Increment(ref number));
이렇게 작성하면 각각의 스레드가 처음 tlNumber 변수에 접근할 때마다
차례대로 1, 2, … 값을 초기화해준다.
생성 여부 확인하기
다음과 같은 경우들을 생각해볼 수 있다.
-
스레드가 생성될 때만 TLS 변수를 만들고 값을 부여하려는 경우
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명시적으로 스레드를 만들지 않고,
ThreadPool의 스레드를 이용하는 경우
이런 경우에 해당 TLS 변수가 이미 생성되었는지, 초기 생성 순간인지를 파악하고
그에 따른 분기 처리를 해야할 수 있다.
이럴 때 .IsValueCreated 프로퍼티를 통해 생성 여부를 bool 타입으로 확인할 수 있다.
제거하기
.Dispose()메소드를 통해 메모리에서 해제할 수 있다.