C++ 멀티스레드 안정성: 데이터 레이스 및 동기화 기법

1. 스레드 안전성의 기본 개념

• Data race 정의 및 연산 간의 선후 관계(Sequenced-before), Synchronizes-with, happens-before 개념을 설명합니다.
• 안정적인 동시성 프로그래밍을 위해 데이터 레이스가 발생하는 조건을 이해하고 방지하는 것이 중요합니다.
• Basic thread safety의 개념과 **std::shared_ptr<T>**와 같은 표준 라이브러리 타입의 기본 스레드 안전성 보장 여부를 분석합니다.
• Basic thread safety가 보장되지 않는 타입의 예시를 통해 잠재적 문제점을 제시하고, 왜 이 안전성이 필요한지 강조합니다.

2. 외부 동기화(External Synchronization) 기법

• External synchronization의 필요성을 설명하고, std::mutex를 활용한 전통적인 동기화 방법을 다룹니다.
• std::atomic 타입을 이용한 atomic operations을 통해 lock-free 또는 wait-free 동기화 구현을 분석합니다.
• Synchronizes-with 관계를 제공하는 다양한 C++ 표준 라이브러리 함수들을 소개하며, 올바른 동기화 메커니즘 선택 가이드를 제공합니다.

3. 내부 동기화 타입(Internally Synchronized Types) 구현

• Internally synchronized type 설계 시 복잡성을 이해하고, Synchronization primitives를 활용하여 스레드 안전성을 보장하는 구현 방법을 제시합니다.
• std::atomic을 기반으로 mutex를 직접 구현하는 사례를 통해 저수준 동기화 메커니즘에 대한 깊이 있는 통찰을 제공합니다.
• 멀티스레드 환경에서 안정적이고 효율적인 동시성 클래스 설계를 위한 실용적인 접근 방식을 논의합니다.