[CS] 뮤텍스(Mutex)와 세마포어(Semaphore) 차이

뮤텍스와 세마포어는 공유 자원을 보호하는 도구다.

두 가지 모두 스레드 간 경쟁을 막아준다.

하지만 내부 동작 방식과 용도가 다르다.

1. 뮤텍스 기본 개념

ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
lock.lock();
try {
    // 임계 영역 작업 수행
} finally {
    lock.unlock();
}

뮤텍스는 최대 하나의 스레드만 접근할 수 있게 막는다.

한 번 잠그면 다른 스레드는 대기 상태로 들어간다.

잠금 해제 시 대기 중인 스레드가 우선순위를 얻는 방식은 구현에 따라 달라질 수 있다.

임계 영역을 보호할 때 주로 사용된다.

단일 자원을 독점적으로 사용할 때 적합하다.

2. 세마포어 기본 개념

Semaphore sem = new Semaphore(2);
sem.acquire();
try {
    // 최대 2 개 자원 사용 가능
} finally {
    sem.release();
}

세마포어는 정해진 개수의 자원을 관리한다.

초기 생성 시 숫자를 지정해서 리소스 수를 정한다.

acquire 가 호출되면 숫자가 줄어들고 0 이 되면 대기한다.

release 를 하면 다시 사용할 수 있는 자원이 늘어난다.

여러 개 연결된 자원이나 큐를 제어할 때 쓴다.

3. 주요 차이점 비교

뮤텍스              세마포어
최대 1 개 스레드   최대 N 개 스레드
잠금 해제 순서     대기 순서 유지
자원 수 관리       자원 수 직접 지정

뮤텍스는 항상 하나의 소유자만 허용한다.

세마포어는 카운터 값을 통해 동시에 접근 가능한 자원의 개수를 제어한다.

세마포어는 현재 사용 가능 개수를 직접 관리한다.

4. 언제 쓰는지 판단

if (자원이 하나뿐) {
    뮤텍스 사용
}
if (여러 개 자원 필요) {
    세마포어 사용
}

데이터베이스 연결 풀처럼 여러 개가 필요하면 세마포어다.

파일 하나를 여러 스레드가 쓰지 않게 막으면 뮤텍스나 파일 시스템 락을 사용할 수 있다.

잘못된 선택은 시스템 성능 저하로 이어진다.

요구 사항을 정확히 파악해서 도구 고르라.