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동기&비동기, 블로킹&논블로킹.md

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동기와 비동기 & 블로킹과 논블로킹

동기 & 비동기

함수를 호출한 주체(caller)가 해당 함수의 작업 완료 여부를 확인하는지에 따라 동기와 비동기로 나뉜다.

동기 작업

함수를 호출한 주체(caller)가 해당 함수의 작업이 완료되었는지 확인하는 작업이다.

  • 확인을 하는 이유 → 작업 순서를 맞추기 위함
    1. 작업의 시작 시간과 종료 시간을 맞추기 위해서 (ex : 프로그램 설치 작업과 설치경과를 Progress Bar로 표시하는 작업)
    2. 작업의 시작 시간을 맞추기 위해서 (ex : 동영상 진행 Progress Bar와 회색 로딩 Progress Bar를 표시하는 작업)
    3. 하나의 작업이 끝나는 동시에 다른 작업을 시작하기 위해서 (ex : zip 파일을 풀고 프로그램을 설치하는 작업)

비동기 작업

함수를 호출한 주체(caller)가 해당 함수의 작업이 완료되었는지 확인하지 않는 작업이다.

  • 각각의 작업들이 별도의 시작 시간, 종료 시간을 가진다. (ex : html 파일을 화면에 그리는 작업과 img 태크에 이미지를 로드하는 작업)
  • 대신 해당 함수의 작업 결과를 callback 함수로 받을 수 있다.

블로킹 & 논블로킹

함수를 호출한 주체가 함수에게 제어권을 넘겨주는지 에 따라 블로킹과 논블로킹으로 나뉜다.

블로킹

함수를 호출한 주체(caller)가 제어권을 함수에게 넘겨준다.

  • 제어권을 넘기기 때문에 전체적인 작업흐름이 막힌다 → 함수의 작업 결과가 완료될 때까지 다른 작업을 수행할 수 없다. (ex : Java에서 JDBC를 사용하여 DB에 쿼리를 날리고 결과를 받아오는 작업)

논블로킹

함수를 호출한 주체가 제어권을 함수에게 넘겨주었다가 해당 함수가 바로 돌려준다.

  • 제어권이 넘어가지 않기 때문에 전체적인 작업 흐름이 막히지 않는다. → 해당 함수의 작업 결과를 받을 때까지 대기하지 않고 다른 작업을 수행한다. (ex : thread를 실행하는 함수)

비교

비동기 논블로킹
작업 처리 순서를 맞추지 않기 때문에 호출한 함수의 작업 완료 여부를 확인하지 않음 호출한 함수에 제어권을 넘기지 않기 때문에 작업 흐름이 막히지 않음
동기 블로킹
작업을 처리할 때 순서를 맞추기 때문에 호출한 함수의 작업 완료 여부를 확인 함 호출한 함수에 제어권을 넘기기 때문에 작업 흐름이 막힘

조합

Untitled

  • 동기 : 기능 A 개발이 선행되어야만 기능 B를 개발할 수 있다. → 기능 A의 작업 완료 여부를 확인하고, 완료되었으면 기능 B를 개발한다
  • 비동기 : 기능 A와 B의 개발 순서가 따로 없다 → 기능 A의 작업 완료 여부를 확인하지 않고도 기능 B를 개발할 수 있다. 그리고 callback 함수를 통해 기능 A의 결과를 받을 수 있다.
  • 블로킹 : 기능 A를 개발하는 동안 제어권이 넘어간다 → 작업 흐름이 blocked되어 다른 기능을 개발할 수 없다
  • 논블로킹 : 기능 A를 개발하는 동안 제어권이 넘어가지 않는다. → 다른 작업을 할 수 있다.

동기 + 블로킹

흔하게 접하는 동기 작업이다.

  • 기능 A를 개발하는 동안 다른 작업을 하지 못하고, 기능 A의 완료 여부를 확인한다.

동기 + 논블로킹

작업의 모든 실행과 흐름이 순차적이기 때문에 개발자가 프로그램을 제어하기 쉽다. (가장 많이 쓰이는 조합)

  • 기능 A를 개발하는 동안 다른 작업(C)을 진행할 수 있다. 다만 개발 순서(A→B)가 정해져 있기 때문에 다른 작업을 진행하면서 기능 A의 완료여부를 지속적으로 확인한다.(polling)

비동기 + 블로킹

작업의 흐름을 비동기로 설계했지만 블로킹 때문에 동기 + 블로킹 과 같은 흐름을 갖는다.

  • 기능 A를 개발하는 동안 다른 작업을 진행하지 못한다. 개발 순서가 따로 없기 때문에 기능 A의 완료여부를 확인하지 않고 callback함수를 통해 결과를 받는다.
  1. 의도치 않게 비동기 + 블로킹으로 동작하는 경우가 있다.
  2. 직관적인 코드 흐름을 유지하면서, 작업을 병렬적으로 처리하기 위해 사용하기도 한다.
    • 동기 + 블로킹 ⇒ IO 작업을 수행할 때 직관적이나, 여러 IO 작업을 병렬적으로 수행할 수 없음
    • 논블로킹 ⇒ IO 작업을 컨트롤하기 어렵다

비동기 + 논블로킹

성능과 자원 효율면에서 가장 우수하여 많이 쓰이는 조합이다.

  • 기능 A를 개발하는 동안 다른 작업을 진행할 수 있다. 또한 개발 순서가 따로 없기 때문에 기능 A의 완료 여부를 확인하지 않고 callback 함수를 통해 결과를 받는다.