[iOS] Concurrency(동시성) 프로그래밍(1) - Concurrency(동시성) 프로그래밍이란?

 

iOS에서 Concurrency(동시성) 프로그래밍에 대해 알아보자.

 

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• Concurrency(동시성) 프로그래밍이란 ?
• GCD/Operation?
• DispatchQueue 의 종류
  • Synchronous(동기) VS Asynchronous(비동기)
  • Serial(직렬) VS Concurrency(동시)

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🔥 Concurrency(동시성) 프로그래밍이란 ?

같은 시간 내에 다수의 작업이 실행되는 프로그래밍

한 쓰레드 안에 많은 양의 Task가 쌓이면서 속도 지연, 성능 저하 등 발생하는 문제를 해결하기 위한 방법으로

다른 쓰레드로 분산시켜서 문제를 해결한다.

보통 스레드 처리를 하는 작업들은 시간이 꽤나 걸리는 큰 작업이거나 언제 끝날지 모르는 알 수 없는 작업에 사용된다. 예를 들어 네트워크, 파일로딩 등.

 

한 쓰레드 안에 쌓인 많은 Task들

다른 쓰레드들로 분산시킴

그렇다면, 작업을 어떻게 분산 시킬 수 있을까?

작업을 어떻게 다른 쓰레드에서 동시에 일을 하게 할 수 있을까?

 

iOS의 동시성 프로그래밍은 대기행렬(Queue)에 넣기만 하면 알아서 OS가 알아서 쓰레드를 찾아서 분산처리(쓰레드 관리)한다.

이때, 선입선출로(FIFO)로 동작

 

따라서, 개발자가 해야할 일은 Queue로 Task들을 보내는 것이다.

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🔥 GCD/Operation

위에서 말한 Queue로 Task들을 보내는 방법이다.

iOS 개발에서 주로 사용되고 있는 동시성 프로그래밍 API 2가지로 GCD, Operation가 있다.

• 직접적으로 쓰레드를 관리하지 않고, "큐(Queue, 대기행렬)"라는 개념을 이용해 작업을 분산처리

여기서 간단하게 보고 추후 자세하게 다룰 예정!

 

✔️ GCD(Grand Central Dispatch)

• DispatchQueue 사용
• Low level API 로 스레드 풀을 관리하며 dispatch queue에 있는 작접들을 사용한 가능한 스레드에 스케쥴링
• 개발자는 스레드 관리에 신경쓰지 않아도 되며 Task들을 dispatch queue에 넣어주면 됨.
• 간단한 일, 함수를 사용하는 작업(메서드 위주)에서 사용

[예제 코드]

// 아래 코드의 의미
//"큐로 보낼꺼야","큐의종류","비동기적으로"
DispatchQueue.global().async {
    
    //다른 쓰레드로 보낼 작업을 배치
    //이 클로저 하나가 작업의 뭉탱이
}

 

✔️ Operation

• Operation Queue 사용
• GCD를 기반으로 생성됨
  • Operation : GCD + 여러가지 기능(작업 취소, 순서지정, 의존성 등)
• 복잡한 일 
• 재사용성 : 데이터와 기능을 캡슐화한 객체
  • 작업 단위 혹은 작업을 래핑하고 나중에 실행할 수 있으며 해당 작업 단위를 여러번 제출 가능

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🔥 Synchronous(동기) VS Asynchronous(비동기) 

✔️ Synchronous(동기)

• 첫번째 작업 시작 후 작업이 끝나는 것을 기다린 후 다음 작업을 처리한다.
• 즉, 작업이 끝나기 전까지 메인쓰레드(Thread1)가 다른 작업을 수행하지 못한다.
• *동기적으로 보내는 코드를 짜더라도 실질적으로 메인쓰레드에서 순차적으로 처리 됨.(동기코드와 동일하게 작업)

[동기 코드]

DispatchQueue.main.sync {
            // Main 큐에서 동기 방식으로 실행할 코드
}

>> 많이 사용 안한다.

WHY ? 처리 시간을 줄이기 위하여 비동기를 사용(Queue를 통해 쓰레드 분산)하는거라 동기는 거의 사용 안함.

 

 

✔️  Asynchronous(비동기)

• 첫번째 작업 시작 후 작업이 끝나는 것을 기다리지 않고 바로 다음 작업을 처리하는 것
• 메인쓰레드(Thread1)가 다른 일 처리를 시작할 수 있다.
• 여러가지 작업을 '동시에' 처리 가능!!

*"비동기" 개념이 필요한 이유는 

대부분 서버와의 통신(네트워크 작업) 때문

네트워크와 관련된 작업들은 내부적으로 비동기적으로 구현되어 있음

[비동기 코드]

DispatchQueue.main.async {
            // Main 큐에서 비동기 방식으로 실행할 코드
            // 즉, 실행하고 기다리지 않는 코드 
}

 

[동기, 비동기 작업 예제 코드 비교]

아래 코드에서 task들을 동기, 비동기 작업을 수행하여 출력 값을 비교해 보자.

func task1() {
    print("Task 1 시작")
    sleep(1)
    print("Task 1 완료★")
}

func task2() {
    print("Task 2 시작")
    print("Task 2 완료★")
}

func task3() {
    print("Task 3 시작")
    sleep(4)
    print("Task 3 완료★")
}

✔️  위 코드를 동기로 실행한 경우

// 동기 작업
queue.sync {
	task1()
}
    
queue.sync {
	task2()
}
    
queue.sync {
	task3()
}

[실행 결과]

아래처럼 코드가 순서적으로 있을 때, 동기 작업과 동일한 결과를 얻는다.

task1()
task2()
task3()

Why?

iOS에서 Main Thread는 오직 한개만 존재하고 Main Queue에서 실행되는데,

이 Main Queue는 Serial Queue라서 한번에 한 개의 Task밖에 실행하지 못하기 때문에 순차적으로 실행됨.

✔️ 위 코드를 비동기로 실행한 경우

// 비동기 작업
queue.async {
    task1()
}

queue.async {
    task2()
}

queue.async {
    task3()
}

[실행 결과]

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🔥 Serial(직렬) 큐 VS Concurrency(동시) 큐

큐의 특성에 따라 구분된 직렬과 동시로 나뉘어짐

✔️ Main Queue - Serial(직렬) 큐 

• Queue에서 받은 테스크들을 단 하나의 다른 쓰레드로 보내는 큐
• >> 한 번에 하나의 테스크를 실행하여 순차적으로 실행
• 순서가 중요한 작업을 처리할 때 사용
• Main Thread에서 사용되는 Queue(Main Queue)

Serial(직렬) 큐

✔️ Global Queue - Concurrency(동시) 큐

• Queue에서 받은 테스크들을 여러개의 다른 쓰레드로 보내는 큐 
• >> 많은 작업을 동시에 실행
• 각자 독립적이지만 유사한 여러개의 작업을 처리할 때 사용

Concurrency(동시) 큐

ex)

> 셀 별로 유사한 작업을 각기 다른 서버에서  수행하는 처리

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• high, default, low, background 네 가지 다른 우선순위를 가질 수 있다.
• qos(quality of service) class의 프로퍼티를 지정하여 사용

let backgroundQueue = DispatchQueue.global(qos: DispatchQoS.QoSClass.background)

 

 

 

*해당 내용은 인프런 강의 보고 정리한 내용입니다.