[OS] 동기와 비동기 그리고 직렬과 동시는 무엇일까?(Sync vs Async & Serial vs Concurrent)

 

안녕하세요 Foma👟 입니다!

오늘 쓰레드를 고수(?)처럼 이용하기 위한 기본 지식인 동기와 비동기 그리고 직렬과 동시에 대해서

 

정리해보도록 하겠습니다.

 

바로 시작할게요~

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Sync(동기)

 

동기의 뜻은 말 그대로 동시에 일어난다는 뜻입니다.

 

이 뜻 때문에 더 헷갈리기도 하는데요.

 

동기로 작업을 했을땐 동시에 일어나지 않고 차례대로 일어나죠?

 

그러면 도대체 뭐가 동시에 일어난다는 것일까요?

 

바로 요청과 응답입니다.

 

그러니깐 "내가 이거 하라고 지시했으면 끝낼때까지 아무것도 하지마! 요청을 했으면 동시에 응답해!" 이런 뜻이죠..

 

일반적인 코드를 작성할면 작성한 순서대로 호출되죠? 

 

아무런 세팅을 해놓지 않은 경우 보통 동기로 작업이 진행됩니다.

 

func 작업1() {
    print("작업1 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 3)
    print("작업1 끝")
}

func 작업2() {
    print("작업2 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 2)
    print("작업2 끝")
}

func 작업3() {
    print("작업3 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 1)
    print("작업3 끝")
}

작업1()
작업2()
작업3()
//작업1 시작
//작업1 끝
//작업2 시작
//작업2 끝
//작업3 시작
//작업3 끝

 

이전의 작업이 아무리 오래걸려도 끝날때까지 다음 작업이 진행되지 못하죠.

 

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Async(비동기)

 

동기와 반대로 동시에 일어나지 않는 것이겠죠?

 

위에서 동기는 요청과 응답이 동시에 일어나는 것이라고 했습니다.

 

비동기는 요청과 응답이 동시에 일어나지 않아도 됩니다.

 

요청을 하면 즉시 응답을 하는 것이 아니라 응답은 나중에 하거나 아니면 응답이 되지 않을 수도 있습니다.

 

그러니깐 "너 이 작업 못해도 되니깐 일단 해봐 그리고 끝나면 알려줘" 라고 지시를 하는 것이죠.

 

let queue1 = DispatchQueue(label: "1")
let queue2 = DispatchQueue(label: "2")
let queue3 = DispatchQueue(label: "3")

func 작업1() {
    print("작업1 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 3)
    print("작업1 끝")
}

func 작업2() {
    print("작업2 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 2)
    print("작업2 끝")
}

func 작업3() {
    print("작업3 시작")
    Thread.sleep(forTimeInterval: 1)
    print("작업3 끝")
}

queue1.async {
    작업1()
}
queue2.async {
    작업2()
}
queue3.async {
    작업3()
}

 

아래와 같이 시간이 얼마나 걸리든 동시에 시작을 하고 작업이 빠른 순으로 끝나게 됩니다.

 

 

 

근데 저는 이런 의문이 생기더라구요.

 

아래 코드처럼 실행해도 "비동기니깐 모두 시작이 되고 작업이 빠른 순으로 끝나게 되야하는거 아닌가?"

DispatchQueue.main.async {
    작업1()
}

DispatchQueue.main.async {
    작업2()
}

DispatchQueue.main.async {
    작업3()
}

하지만 결과는 동기처럼 작동합니다.

왜 이렇게 결과가 나올까요?

 

바로 보통의 경우 큐가 직렬로 설정되어 있기 때문이죠.

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Serial(직렬)

 

그렇다면 직렬은 무엇을 의미할까요?

 

순차적으로 진행한다는 것입니다.

 

근데 여기서 전 동기랑 헷갈리더라구요.

 

 "동기로 작업을 진행해야 순차적으로 진행되는거 아니야? 비동기로 작업하면 끝나는 시간이 다 다르기 때문에 순차적이지 않은거잖아." 

 

"그러면 직렬이 동기고 병렬이 비동기 아닌가?"

 

라고 생각했었습니다...

 

하지만 순차적으로 진행한다는 말은 "작업"들을 순차적으로 진행한다는 것입니다.

 

이렇게 말하면 이해하기 힘드실거에요..

 

그러니깐 동기로 작업할 수도 있고 비동기로 작업할 수도 있겠죠?

 

"어떤 방식으로 작업해도 상관없는데 대신 차례차례 해!" 라는 것이죠.

 

위에서 본 코드를 보면 비동기로 된 작업이 3개 있습니다.

 

하지만 비동기로 됐든 동기로 됐든 기본인 직렬큐에 담겨있기 때문에 차례차례 호출되는 것이죠!

//작업1
DispatchQueue.main.async {
    작업1()
}

//작업2
DispatchQueue.main.async {
    작업2()
}

//작업3
DispatchQueue.main.async {
    작업3()
}

 

이것은 큐안에 있는 작업들을 뜻하는 것이지 다른 쓰레드에 실행되는 작업을 의미하는 것은 아니에요.

 

이렇게 각각 queue1,queue2,queue3 다른 큐에서 다른 쓰레드로 동작한다면 비동기로 모두 한번에 시작할 수 있는것이죠.

queue1.async {
    작업1()
}
queue2.async {
    작업2()
}
queue3.async {
    작업3()
}

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Concurrent(동시)

 

말 그대로 동시에 작업을 진행한다는 뜻입니다.

 

직렬은 순차적으로 "작업"들을 진행한다면 동시는 정말 동시에 작업을 진행합니다.

 

동시로 된 큐를 만들기 위해선 attributes에 .concurrent라고 설정해주시면 됩니다.

let concurrentQueue = DispatchQueue(label:"ConcurrentQueue1",attributes: .concurrent)
...

concurrentQueue.async {
        작업1()
}

concurrentQueue.async {
        작업2()
}

concurrentQueue.async {
        작업3()
}

//작업1 시작
//작업2 시작
//작업3 시작
//작업3 끝
//작업2 끝
//작업1 끝

위 코드를 실행해보면 결과는 다음과 같습니다.

 

큐 안에 있는 작업들을 동시에 실행해버리는 것이죠.

 

 

그렇다면 동시큐를 동기로 실행시키면 어떻게 될까요?

 

저의 예상은 동기와 비동기 모두 똑같은 결과가 나올줄 알았습니다.

 

"동기든 비동기든 동시에 작업을 하니 시작도 똑같아야 되지 않을까?"

 

라고 생각했습니다.

 

concurrentQueue.sync {
        작업1()
}

concurrentQueue.sync {
        작업2()
}

concurrentQueue.sync {
        작업3()
}

//작업1 시작
//작업1 끝
//작업2 시작
//작업2 끝
//작업3 시작
//작업3 끝

 

하지만 결과는 직렬큐에서 동기로 실행한 것이랑 똑같았습니다.

 

 

동시에 작업을 실행한다고 해도 중간에 동기로 된 작업이 있으니 요청에 대한 응답을 하고 그 다음으로 실행되는 것 같습니다.

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정리

 

동기와 비동기는 각 쓰레드의 작업에 대한 요청을 동시에 응답할 것이냐 아니냐를 의미한다.

 

직렬과 동시는 큐 안에 있는 작업들을 순차적으로 진행할 것이냐 동시에 진행할 것이냐를 의미한다.

 

즉,비동기로 작업되더라도 직렬큐 안에 속해 있으면 순차적으로 실행하고,

 

동시큐 안에서 동시에 작업이 실행되더라도 동기로 된 작업이 있으면 요청에 대한 응답을 끝내고 다음 작업으로 넘어간다.