Java InterruptedException은 어따 쓰는겨?

Java

Thread.sleep()과 InterruptedException

자바 개발자라면 Thread.sleep() 메서드를 한번쯤은 써봤을 것이다. 이 메서드는 제품 단계의 코드에서는 잘 쓰이지 않지만 테스트 코드 등에서 어떤 로직이 실행될 때까지 특정 시간동안 기다려야 할 때 사용된다. 그런데 이 메서드를 사용하려고 할 때마다 컴파일러가 불평을 늘어놓는다. 그저 코드 실행을 몇 초 뒤로 미루고 싶었을 뿐인데…

Thread.sleep()에 대한 컴파일러의 불평

보통 우리는 이런 컴파일러의 불평을 잠재우기 위해 try-catch 문으로 감싸주고, catch 블록에서 잡힌 InterruptedException은 무시한다. 매번 try-catch 문을 쓰기 싫어하는 개발자는 아래와 같이 예외를 무시하는 헬퍼 메서드를 만들어 사용할 수도 있다. 하지만 무작정 예외를 무시하는 것은 좋지 않은 방법이다. 이 예외는 항상 적절히 처리되어야 한다.

public static void sleep(long millis) {
  try {
    Thread.sleep(millis);
  } catch (InterruptedException ex) {
    // 간단한 테스팅 코드나 장난감 코드가 아니라면 이렇게 하지 말자!
    // InterruptedException은 적절히 처리되어야 한다.
  }
}

그럼 어떻게 하는 것이 InterruptedException을 적절히 처리하는 것일까? 우선 인터럽트가 무엇인지부터 알아보자.

Java Thread의 인터럽트(interrupt) 메커니즘

InterruptedException은 자바 스레드의 인터럽트 메커니즘의 일부이다. 자바에서는 스레드에 하던 일을 멈추라는 신호를 보내기 위해 인터럽트를 사용한다. 한 스레드가 다른 스레드를 인터럽트 할 수 있고, 각 스레드는 자신이 인터럽트 되었는지 확인할 수 있다. 스레드가 자기 자신을 인터럽트 할 수도 있다. 인터럽트된 스레드에서 이를 어떻게 처리해야 한다는 규칙은 없다. 하지만 대부분의 경우 인터럽트는 하던 일을 멈추라는 신호이며, 해당 스레드는 이를 적절히 처리해야 한다.

어떤 스레드를 인터럽트 하고 싶으면 대상 스레드의 Thread.interrupt() 메서드를 호출하면 된다. 그러면 대상 스레드에서는 아래 중 하나의 일이 일어나게 된다.

  • 현재 스레드가 대상 스레드를 수정할 수 있는 권한이 없으면 SecurityException이 발생한다.
  • 대상 스레드가 Object.wait(), Thread.sleep(), Thread.join(), Future.get(), BlockingQueue.take() 등의 메서드에 의해 블로킹된 경우, interrupt state가 사라지고 InterruptedException이 발생한다.
  • 대상 스레드가 InterruptibleChannel을 이용한 I/O 작업에 의해 블로킹된 경우, interrupt state가 설정되고 ClosedByInterruptException이 발생한다.
  • 대상 스레드가 Selector에서 블로킹된 경우, interrupt state가 설정되고 selection 작업에서 리턴된다.
  • 이외의 경우에는 interrupt state가 설정된다.

interrupt state는 대상 스레드가 자신이 인터럽트 되었는지 확인할 수 있는 상태 값이라고 보면 된다. 상태 값은 Thread.interrupted()와 Thread.isInterrupted() 두 메서드로 확인할 수 있다. 첫 번째 메서드는 정적 메서드이고, 호출 후에 interrupt state가 사라진다. 두 번째 메서드는 인스턴스 메서드이며, 호출 후에도 interrupt state는 유지된다. 요약하자면 스레드는 자신이 인터럽트 되었는지 두 가지 방법으로 확인할 수 있다.

  1. interrupt state가 설정되었는지 확인
  2. InterruptedException이 발생했는지 확인

그렇다면 인터럽트가 발생했을 때 해당 스레드는 이를 어떻게 처리해야 할까?

인터럽트 처리 - 스레드 풀을 사용하는 경우

Java 5부터 ExecutorService(이하 실행자)가 추가되면서 직접 스레드를 생성할 필요가 없어졌다. Executors에서 지원하는 팩터리 메서드들을 통해 필요한 스레드 풀을 생성하여 사용할 수 있다.
무한 루프를 도는 작업을 스레드풀에서 실행해야한다고 가정해보자. 아래와 같이 Runnable 구현체를 만들어 스레드풀에서 수행하도록 하면 어떻게 될까?

public class LoopTask implements Runnable {
  @Override
  public void run() {
    while (true) {
      // do something
    }
  }
}

이렇게 해도 루프 안의 로직들은 잘 실행되겠지만 LoopTask는 정상적인 방법으로 종료될 수 없다. 스레드풀 내의 작업을 종료 시키기 위해서 Future.cancel() 혹은 Executor.shutdownNow()을 사용하는데 이 메서드들은 스레드의 인터럽트 메커니즘에 의존한다. 종료시키려는 스레드가 인터럽트에 반응하지 않는다면 작업을 종료할 수 없다.

Executor exec = Executors.newSingleThreadExecutor();
Future<?> f = exec.submit(new LoopTask());

f.cancel(true); // 또는 exec.shutdownNow()를 호출해도 종료되지 않는다.

따라서 스레드가 인터럽트에 적절히 처리될 수 있도록 LoopTask를 아래와 같이 수정해야 한다.

public class LoopTask implements Runnable {
  @Override
  public void run() {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
      // do something
    }
  }
}

이제 LoopTask는 루프를 돌 때마다 인터럽트 상태를 읽어서 인터럽트되었으면 작업을 종료한다. 만약 LoopTask가 InterruptedException을 던지는 메서드를 사용한다면 아래와 같이 작성되어야 한다.

public class LoopTask implements Runnable {
  @Override
  public void run() {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
      try {
        // do something
        Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException ex) {
        Thread.currentThread().interrupt();
      }
    }
  }
}

InterruptedException이 발생할 때는 스레드의 interrupt state가 설정되지 않는다. 따라서 예외 처리문에서 직접 interrupt state를 설정하여 작업이 종료되게 해야한다. 여기서 Thread.currentThread().interrupt()를 호출하는 대신 그냥 break로 빠져나가면 안되냐고 생각할 수 있다. 그렇게 하면 작업은 종료되지만 스레드를 관리하는 상위 레이어(여기서는 스레드풀)에 인터럽트 발생 여부를 알릴 수 없게 된다. 스레드풀 역시 발생한 인터럽트를 적절히 처리할 수 있도록 interrupt state를 설정해야 한다.

인터럽트 처리 - 직접 스레드를 생성하는 경우

스레드풀을 사용하는 것과 달리 스레드를 직접 생성하여 사용하면 스레드를 직접 참조할 수 있다. 인터럽트를 처리할 때 스레드를 관리하는 상위 레이어에 인터럽트 상태를 알릴 필요도 없기 때문에 굳이 InterruptedException 발생시 interrupt state를 설정하지 않아도 된다. 굳이 인터럽트 메커니즘을 사용하지 않고 플래그 변수로 루프를 종료하도록 해도 된다. 하지만 개인적으로는 습관처럼 루프 종료 조건에 interrupt state 확인을 추가하고, InterruptedException 발생시 interrupt state를 설정하는 것이 좋은 것 같다. 이렇게 하면 스레드를 직접 생성하여 처리하던 로직을 스레드풀에서 수행하도록 변경해도 문제가 없다.

public class LoopTaskThread extends Thread {
  ...
  @Override
  public void run() {
    while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
      try {
        // do something
        Thread.sleep(100);
      } catch (InterruptedException ex) {
        this.interrupt();
      }
    }
  }
  ...
}

Thread t = new LoopTaskThread();
t.start();
// 종료해야 할 때
t.interrupt();

요약

  • 인터럽트는 스레드를 종료하기 위한 메커니즘이다.
  • 테스트 코드나 장난감 코드가 아니라면 인터럽트를 적절히 처리하도록 하자.
  • 멀티스레드로 동작하는 코드에 무한 루프 혹은 InterruptedException을 던지는 메서드 호출이 존재한다면, 아래 코드를 관용구처럼 사용하자.
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
  try {
    // Thread.sleep(), Future.get(),
    // BlockingQueue.take() 등이 여기올 수 있다.
  } catch (InterruptedException ex) {
    Thread.currentThread().interrupt();
  }
}

참고 문서

Java Thread.interrupt

Java