소개

동시성은 프로그래밍의 강력한 도구로, 여러 스레드가 동시에 코드를 실행할 수 있게 해줍니다. 그러나 이 권한에는 공유된 자원을 안전하게 관리해야 하는 책임이 따릅니다. Ruby에서 Mutex(상호 배제의 약어)는 한 번에 하나의 스레드만 리소스에 액세스할 수 있도록 보장하여 잠재적인 데이터 손상이나 예측할 수 없는 동작을 방지하는 핵심 구성 요소입니다.
이 블로그에서는 샘플 코드와 실제 시나리오를 통해 지원되는 Ruby에서 Mutex를 사용하는 방법을 살펴보고 실제 적용 사례를 보여드리겠습니다.

뮤텍스란 무엇인가요?

뮤텍스는 스레드 동기화를 관리하는 데 사용되는 개체입니다. 한 스레드가 Mutex를 잠그면 동일한 Mutex를 잠그려고 시도하는 다른 스레드는 첫 번째 스레드가 이를 해제할 때까지 보류됩니다. 이 메커니즘은 공유 리소스에 액세스하는 코드의 중요한 섹션이 한 번에 하나의 스레드에 의해서만 실행되도록 보장합니다.

뮤텍스를 사용하는 이유는 무엇인가요?

여러 스레드가 동일한 변수를 수정하거나 동일한 파일에 쓰는 시나리오를 상상해 보십시오. 적절한 동기화가 없으면 결과를 예측할 수 없거나 부정확할 수 있습니다. Mutex는 주어진 시간에 하나의 스레드만 공유 리소스에 액세스할 수 있도록 하여 이러한 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

Ruby에서 Mutex를 사용하는 방법

require 'thread'

# Initialize a Mutex
mutex = Mutex.new

# Shared resource
counter = 0

# Create threads
threads = 10.times.map do
  Thread.new do
    1000.times do
      # Lock the mutex before modifying the shared resource
      mutex.synchronize do
        counter  = 1
      end
    end
  end
end

# Wait for all threads to finish
threads.each(&:join)

puts "Final counter value: #{counter}"

이 예에서는 다음과 같습니다.

• 뮤텍스 객체를 초기화합니다.
• 여러 스레드에서 액세스할 공유 리소스(카운터)를 만듭니다.
• 10개의 스레드를 생성하고 각각 카운터를 1000번씩 증가시킵니다.
• mutex.synchronize 블록 내에서는 한 번에 하나의 스레드만 카운터를 수정할 수 있도록 합니다.
• 마지막으로 카운터의 최종 값을 인쇄합니다. Mutex가 액세스를 적절하게 동기화한 경우 이 값은 10000이 되어야 합니다.

실제 시나리오: 은행 계좌 거래 관리

Mutex의 실제 적용을 이해하기 위해 여러 스레드가 은행 계좌의 거래를 나타내는 시나리오를 고려해 보겠습니다. 각 거래에는 자금 입출금이 포함될 수 있으며, 당사는 계좌 잔고가 정확하게 유지되도록 해야 합니다.

require 'thread'

# Initialize a Mutex
account_mutex = Mutex.new

# Bank account class
class BankAccount
  attr_reader :balance

  def initialize(balance = 0)
    @balance = balance
  end

  def deposit(amount)
    @balance  = amount
  end

  def withdraw(amount)
    @balance -= amount
  end
end

# Shared bank account
account = BankAccount.new(1000)

# Transactions
threads = []

# Deposit thread
threads 




  
  
  이 시나리오에서는:

• 예금 및 인출 메소드가 있는 BankAccount 클래스를 정의합니다.
• 초기 잔액이 1000인 공유 BankAccount 인스턴스를 생성합니다.
• 두 개의 스레드를 생성합니다. 하나는 돈을 입금하기 위한 것이고 다른 하나는 돈을 인출하기 위한 것입니다.
• 우리는 Mutex를 사용하여 입출금 방법에 대한 액세스를 동기화하여 한 번에 하나의 거래만 계정 잔액을 수정할 수 있도록 합니다.
• 마지막으로 모든 거래가 정확하게 반영되도록 최종 계정 잔액을 인쇄합니다.

결론

Ruby에서 Mutex를 사용하는 것은 동시성과 공유 리소스를 처리하는 데 필수적입니다. 한 번에 하나의 스레드만 코드의 중요한 섹션에 액세스할 수 있도록 하는 간단하면서도 효과적인 방법을 제공하여 데이터 손상이나 경합 조건과 같은 잠재적인 문제를 방지합니다.