Coroutines - Part 1. Coroutine이란

Coroutine

코루틴은 기존에 비동기 처리 시의 Callback 구현, cancel 작업, Resource 관리 등을 해야하는 불편을 줄이고 비동기 처리를 간단하게 할 수 있도록 해주며, MainThread가 bockling 되는 상태를 관리할 수 있도록 도움을 준다고 한다.

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보통 네트워크를 call하고 ui를 업데이트 시키는 작업을 할 때 MainThread에서 비동기 처리가 허용되지 않아 Exception: NetworkOnMainThreadException 예외가 발생하고, 이 것을 위해 thread에 작업을 시키면, ui를 업데이트 시키는 작업은 Ui Thread에서 작업해야 하므로 또 Exception: CalledFromWrongThreadException 예외가 발생한다. 그래서 thread를 이용해 네트워크를 call하고 MainThread로 Callback을 주어 ui를 업데이트하는 등의 작업을 했다. 하지만 이 또한 문제인 것이 Call한 객체들을 사용 후 메모리를 위한 작업을 해줘야하고(clear, disposition), 이러한 작업을 하려니 cancel() 코드가 너무 많이 들어가거나, Callback 지옥에 빠지는 등의 문제가 있다.

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위에서 말한 불편함을 줄이기 코루틴이 등장했다.

 

● 코루틴은 루틴의 일종

● 협력형 멀티 태스킹

● 동시성 프로그래밍 지원

● 편리한 비동기 처리

 

동기 : 말 그대로 동시에 작업이 이루어진다는 의미 (요청 -> 결과가 동시에 발생)

비동기 : 동시에 작업이 이루어지지 않는다는 의미 (요청 -> ... -> 결과)

즉 결과가 주어지는데 오랜 시간이 걸리는 작업에 대해서 비동기 방식으로 처리하는게 좋다, 결과가 주어지는 시간까지 다른 작업을 할 수 있으므로 자원의 효율면에서도 좋다.

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코루틴은 cooperative tasks(협력작업), exceptions(예외), event loops(이벤트 루프), iterators(반복자), infinite lists(무한 목록), pipes(파이프)와 같은 프로그램 구성 요소를 구현하는데 적합하다고 한다.

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0. 핵심 키워드

CoroutineScope : 코루틴 블록을 제어할 수 있는 범위

CoroutineContext : 코루틴을 어떻게 처리할 지 대한 집합으로 Job과 dispatcher가 있다.

Dispatcher : CoroutineContext을 상속받아 어떤 스레드를 이용할 지 정의

Dispatchers.Default - 주 스레드에서 작업하기엔 Cpu 사용량이 높은 작업에 적합

Dispatchers.IO - 네트워크, 디스크 사용 시 적합하며, 이에 대한 작업에 최적화되어 있다.( IO 스레드)

Dispatchers.Main - UI 스레드

launch, async는 CoroutineScope의 확장함수로, 넘겨받은 Coroutine 블럭에 대해 Coroutine을 만들고 실행해주는 Coroutine Builder이고, 각각 Job, Deferred 객체를 반환한다.

 

runBlocking : runBlocking 또한 Coroutine 블럭을 만들지만 내부 작업이 종료될 때까지 일시 중지된다.

 

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1. 협력형 멀티 태스킹

코루틴의 "Co"는 together나 with를, Routine은 하나의 함수를 뜻한다고 생각해보자, 즉 협력을 하는 함수!!

Routine이란 main과 sub Routine이 존재한다.

fun main() {    // Main Routine
    print(subRoutine())
}
fun subRoutine() : String {    // Sub Routine
    return "hello"
}

 

위의 코드를 보면 알 수 있듯이 Main 함수에서 Sub 함수를 호출하고 있다. 이러한 Routine에선 subRoutine 함수를 진입하고 탈출하고 탈출하는 시점이 정해져있다. 여기서 Coroutine과 다른 점이 존재한다.

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Coroutine에선 진입점과 탈출점이 여러 개라는 것이다. 그럼 어떻게해야 Coroutine을 사용할 수 있을까?

Coroutine을 사용하려면 Coroutine 블럭이 필요하며, 이 블럭으로 하나의 Coroutine이 되게된다, 즉 중단 -> 재개를 할 수 있는 자격이 주어진다고 보면 되는 것이다.

Coroutine 빌더를 통해 블럭을 묶음으로 제어할 수 있게 해준다.

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자격은 주었으나, 아직 중단 -> 재개를 할 수 없다. 이를 가능하게 하려면 suspend 키워드가 필요하다. suspend 키워드로 선언된 함수에 접근하면 위에서 말했듯이 Coroutine 블럭을 중단 -> 재개 할 수 있게되면다.

suspend fun main() {
    coroutineScope {
        launch {
            subRoutine()
            subRoutine1()
            subRoutine2()
        }
    }
}
suspend fun subRoutine() {
    delay(2000)
    println("hello")
}
suspend fun subRoutine1() {
    delay(2000)
    println("...")
}
suspend fun subRoutine2() {
    delay(2000)
    println("bye")
}

실행결과  
hello (2초 뒤 출력)
... (2초 뒤 출력)
bye (2초 뒤 출력)

 

이제 기본적인 예제를 하면서 알아보도록 합시다.

GlobalScope.launch {
    delay(1000L)
    println("two")
}

println("one, ")
Thread.sleep(2000L)    // 메인 스레드 Blocking : main()이 끝나지않게 하는 것

실행결과 : 
one,
two

launch : 코루틴 빌더 역할을 한다고 보면 된다. 내부적으로 코루틴을 만들어서 반환해준다.

GlobalScope : GlobalScope은 이미 만들어진 객체인데, GlobalScope는 코루틴 중 프로그램의 전역 스코프 역할한다.

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위의 코드에서 코루틴과 스레드를 혼용하고 있으니 Thread.sleep(2000L)를 코루틴으로 변경해보았다.

GlobalScope.launch {
    delay(1000L)
    println("two")
}

println("one, ")
runBlocking {
    delay(2000L)
}

실행결과 : 
one,
two

실행 결과는 같지만 runBlocking이라는 코루틴을 반환하는 빌더를 이용해 delay()를 사용할 수 있도록 하였다.

runBlocking은 runBlocking을 사용하는 위치가 UI라면 UI를 Blocking(멈춤) 시키고 runBlocking 내부의 작업들이 처리한 후 Blocking을 해제한다.

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하지만 만약 GlobalScope에 있는 delay()를 3000L로 하게되면 two는 출력되지 않고 프로그램이 종료된다.

이러한 부분 때문에 delay() 대신 job()을 사용할 수 있다.

val job = GlobalScope.launch {
    delay(3000L)
    println("two")
}

println("one, ")
job.join()

실행결과 : 
one,
two

launch가 실행되게되면 Job이 반환된다. 위의 코드에서 볼 수 있듯이 반환된 Job을 job 객체를 통해 join()을 하게되면 job 객체가 완료될 때까지 기다리게 된다.

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만약 위처럼 job이 10개 된다면.... 관리하기가 힘들겠다. 이를 해결하는 방법으로 Structured concurrency를 사용하면 된다.

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runBlocking에 대한 자세한 내용은 이 곳에서 확인이 가능하다.