동시성 프로그래밍(concurrency programming)은
여러 작업을 동시에 실행하여
애플리케이션의 효율성을 높이는 프로그래밍 방식
동시성 프로그래밍을 통해 애플리케이션이
여러 작업을 병렬로 처리할 수 있게 되어,
특히 네트워크 요청, 파일 입출력, 대용량 데이터 처리와 같이
시간이 많이 소요되는 작업을 효율적으로 관리할 수 있음
동시성 프로그래밍의 주요 개념
스레드(Thread)
가장 기본적인 동시성 프로그래밍의 단위
프로세스 내에서 독립적으로 실행되는 흐름으로, 여러 스레드가 동시에 실행될 수 있음
태스크(Task)
실행할 작업의 단위
스레드는 이러한 태스크들을 동시에 혹은 병렬로 처리하여 프로그램의 실행 속도를 향상시킴
동기화(Synchronization)
여러 스레드나 태스크가 동시에 같은 데이터에 접근할 때
발생할 수 있는 충돌을 방지하기 위한 기술
동기화를 통해 데이터의 일관성과 안정성을 보장
데드락(Deadlock)
여러 스레드가 서로를 기다리며 더 이상 진행할 수 없는 상태
동시성 프로그래밍에서는 이러한 데드락을 피하기 위한 설계가 중요
Swift에서의 동시성 프로그래밍
iOS 개발에서 동시성 프로그래밍은 주로
Grand Central Dispatch(GCD),
Operation Queue,
async/await
를 통해 구현
Grand Central Dispatch(GCD)
GCD는 애플이 제공하는 저수준 API로,
작업을 다양한 스레드에 분산시켜주는 기술
GCD는 작업을 큐(queue)에 추가하고,
시스템이 알아서 이를 스레드에 할당하여 실행
Operation Queue
Operation과 Operation Queue는 GCD보다 높은 수준의 API를 제공
Operation은 실행할 작업을 나타내며, Operation Queue는 이러한 작업들을 관리
Operation Queue는 작업의 우선순위 지정, 작업 간의 의존성 추가와 같은 고급 기능을 제공
async/await
추후작성
동시성 프로그래밍의 장점
효율성 증가: 여러 작업을 동시에 처리함으로써 애플리케이션의 반응성과 성능이 향상
자원 사용 최적화: CPU와 메모리 자원을 효율적으로 사용하여, 애플리케이션의 전반적인 성능을 개선
사용자 경험 개선: 동시성 프로그래밍을 통해 애플리케이션의 응답성이 좋아져, 사용자 경험이 향상
병렬(parallel) 프로그래밍 / 동시성(Concurrency) 프로그래밍에 대한 오해
1️⃣ 동시성 프로그래밍은 병렬 프로그램과 반대되는 개념 아님! ❌
병렬 프로그래밍은 다중 코어를,
동시성 프로그래밍은 다중 스레드를 활용하는 것
이 둘은 동시에 일어날 수도 있음
2️⃣ 여러가지 일을 여러 코어에서 담당하는 것은 병렬 프로그맹이 아님! ❌
정확히는 병렬 프로그래밍일 수도 있고, 아닐 수도 있음
시스템에서 어떻게 일을 처리하게 하는지는 정확히 알 수 없기 때문..
하지만 4가지 일을 4개의 코어가 하나씩 담당한다고 병렬 프로그래밍은 아님
병렬 프로그래밍은 한 가지의 일을 여러 코어가 분담해서 하는 것
4가지 일을 4개의 코어가 하나씩 담당하는 것은
각 코어가 일을 하나씩 맡아서 처리하는 상황일 뿐
직렬성(Serial) 프로그래밍 ↔ 동시성(Concurrency) 프로그래밍
동시성 프로그래밍과 반대되는 개념은 직렬성 프로그래밍임
동시성 프로그래밍은 다중 스레드를 활용하지만
직렬성 프로그래밍은 단 하나의 스레드에서만 작업을 하는 것
즉, 동시에 작업을 처리하지 못하고 순서대로 작업을 처리해야함
동시성? 비동기?
동시성, 비동기 둘은 완전히 다른 이야기임
- 동시성: Serial이냐, Concurrent이냐.. 스레드가 단일 스레드인가, 다중 스레드인가의 구분
- 동기/비동기: 스레드의 수와는 무관하게 작업이 끝나기를 기다리냐, 기다리지 않느냐의 구분
Serial 환경에서 비동기로 처리할 수도 있고, 동기로 처리할 수 있고,
Concurrent 환경에서 동기로 처리할 수 있고, 비동기로도 처리할 수 있음
Serial vs Concurrent
직렬(Serial)과 동시(Concurrent) 실행은 동시성 프로그래밍에서 중요한 두 가지 작업 실행 방식
Serial은 단일 스레드에서만 작업을 처리,
Concurrent는 다중 스레드에서 작업을 처리
동기 sync
동기 프로그래밍은 작업이 끝나기를 기다리는 것
예를 들어 A라는 코드 블록을 동기로 처리했다면
A라는 코드의 실행이 완전히 끝이나야 다음 코드로 넘어가는 것
비동기 async
반대로 비동기 프로그래밍은 작업이 끝나기를 기다리지 않고,
다음 코드 블록을 바로 실행시키는 코드
A, B라는 작업이 나열되어 있고
A를 비동기 처리해주었을 때
A를 기다리지 않고 바로 B 작업을 시작
동기와 비동기는 작업이 끝나기를 기다리느냐 기다리지 않느냐에 대해서 구분되는 개념
이러한 개념의 차이는 실행 종료 시점을 알 수 있는가에 대한 차이로 이어짐
동기로 처리되는 작업은 무조건 작업이 종료되길 기다리게 되니
작업이 종료된 후에 할 일을 정해줄 수 있음
하지만 비동기의 경우에는 언제 작업이 종료되는지를 알 수 없음
작업이 끝나기를 기다리지 않기 때문에
