동기/비동기 블로킹/논블로킹에 대하여

 

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Introduce

동기/비동기, 블로킹/논블로킹 의미

📌 동기 / 비동기는 작업의 순서와 관련된 개념이다.

📌 블로킹 / 논블로킹은 작업 흐름의 막는 여부와 관련된 개념이다.

두 개념을 종합하여 생각해보기

비동기+논블로킹

비동기+블로킹

동기+블로킹

동기+논블로킹

정리하며..

 

 

평소 동기와 비동기에 대한 차이가 무엇이냐는 질문을 받으면, 이렇게 답하고 했다.

 

” 동기는 한가지 일만 할 수 있는 것이고, 비동기는 여러가지 일을 바꾸어가며 동시에 실행할 수 있는 방식을 말합니다 “

 

그런데 여기서 추가적인 질문이 들어온다. 블로킹과 논블로킹은 그럼 무슨차이에요?

 

” 동기와 블로킹이 비슷하고 비동기와 논블로킹이 비슷한 방식아닐까요..? “

 

당연히 비슷한 개념이면, 굳이 블로킹과 논블로킹이라는 단어를 쓰진 않겠지..🤔

결론적으로 말하자면, 두 개념은 명확하게 다르다! 어떻게 다른지 살펴보도록 하자 🔎

 

 

 

 

동기/비동기, 블로킹/논블로킹 의미

 

📌 동기 / 비동기는 작업의 순서와 관련된 개념이다.

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동기와 비동기를 영어로 Synchronous와 Asynchronous로 표현하는데

 

Sync는 영어로 일치, 조화를 뜻하고,

뒤에 나오는 Chronous는 시간을 뜻한다.

 

이를 종합하자면, 시간을 맞춰서 동작하는 방식을 동기식이라고 할 수 있다.

 

그렇다면 ‘시간을 맞춰서 동작한다’ 라는 말의 의미는 무엇일까?

 

여기서 말하는 ‘시간을 맞춰서 동작한다’ 라는 말의 의미는 하나의 작업이 끝나야 다른 작업이 실행 될 수 있다는 것을 의미한다.

 

( 만약, 여러 작업이 동시에 실행된다면 어떤 작업이 먼저 끝날지 예측할 수 없다. 따라서 이는 시간을 맞춰서 동작하는 방식이 아니기 때문에 동기식이 아니라고 할 수 있다! )

 

동기식은 하나의 작업이 끝나야 다음 작업이 실행되기 때문에 순서를 작업 순서를 보장한다.

 

반면 비동기 방식은 작업이 끝나지 않은 상태로 다른 작업이 실행되기 때문에 어떤 작업이 끝날지 예측할 수 없다.

 

이를 정리하자면, 요청한 순서가 응답에서 지켜진다면 그 방식은 동기식이라 할 수 있고

만약 지켜지지 않는다면 이는 비동기식이라고 할 수 있다.

 

 

📌 블로킹 / 논블로킹은 작업 흐름의 막는 여부와 관련된 개념이다.

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출처 :

https://inpa.tistory.com/entry

위 그림에서 왼쪽은 블로킹 오른쪽은 논블로킹 방식의 동작을 나타낸다.

 

왼쪽 같은 경우 다른 작업을 처리하기 위해 현재 작업의 진행을 중단한다.

반면 오른쪽은 다른 작업을 처리하기 위해 현재 작업 진행을 중단하지 않는다.

 

즉 다른 작업을 수행할 때 작업의 흐름을 막느냐, 안막느냐에 따라 블로킹과 논블로킹이 결정된다.

 

블로킹과 논블로킹을 설명할 때 흔히 나오는 개념이 제어권이다.

 

제어권은 프로세스의 실행 흐름을 제어할 수 있는 권리를 뜻하는데,

 

블로킹 방식의 경우 제어권을 다른 프로세스가 실행될 때 넘기게 된다. 이 때 기존의 프로세스는 제어권이 없으므로, 실행되지 못한다.

 

반면 논블로킹은 제어권을 기존의 프로세스가 계속 가지고 있는다. 다른 프로세스가 실행되어야 할 때는 제어권을 통해 실행만 시키고, 기존의 프로세스 또한 작업을 이어간다.

 

 

 

두 개념을 종합하여 생각해보기

 

두 개념을 자세히 살펴봐도 블로킹이 동기식이고 논블로킹이 비동기식아니야? 무슨 차이가 있는거지? 라는 생각이 들 수 있다.

 

이럴 땐 구체적인 예시를 통하여 이해하는게 가장 빠르다.

 

작업 처리 순서와 관련된 개념이 2가지 (동기/비동기)

작업 흐름을 막는 여부와 관련된 개념이 2가지 (블로킹/논블로킹)

 

이를 종합하면 총 4가지의 동작 방식이 나올 수 있다.

 

- 동기 + 블로킹 - 비동기 + 블로킹 - 동기 + 논블로킹 - 비동기 + 논블로킹

 

 

비동기+논블로킹

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위 코드는 자바스크립트에서 제공하는 setTimeout 함수를 사용하여 콘솔에 텍스트를 표시하는 동작을 수행한다.

 

이 방식은 위에 나열한 4가지 방식중 어느 방식에 해당할까?

 

우선 콘솔에 찍히는 작업 결과가 코드의 작업 순서와 다르게 동작한다.

Start와 end가 콘솔에 표시되고 나중에 Hello after 2 Seconds 가 콘솔에 표시되기 때문이다.

 

따라서 위 코드는 비동기 방식으로 동작한다고 볼 수 있다.

 

또한 setTimeout이라는 함수를 실행하기 위하여 메인 스레드의 작업 흐름이 막히지 않는다.

만약 막혔더라면, end가 먼저 출력되는게 아니라 Hello after 2 Seconds가 먼저 출력되었을 것이다.

 

즉 제어권을 메인스레드가 가지고 있고 작업 흐름을 막지 않았기 때문에

위 코드는 논블로킹 방식으로 동작하고 있다.

 

종합하자면, 위 코드는 (비동기+논블로킹) 방식으로 동작하고 있다.

 

이처럼, 우리가 흔히 얘기하는 비동기 함수들은 사실 (비동기+논블로킹) 방식으로 동작하고 있는 것이 대부분이다.

 

 

비동기+블로킹

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보통 비동기+블로킹 방식은 현실에서 거의 쓰이지 않는다.

 

대부분은 비동기+블로킹 방식은 개발자가 비동기+논블로킹 방식으로 처리하려다가 실수하는 경우에 발생한다.

 

그래서 안티패턴이라고 불리기도 한다.

const getData =  () => {     return new Promise((resolve) => {         setTimeout(() => {             console.log('data arrived');             resolve();         }, 3000);     }); }  const myFunc = async () => {     console.log('start');     await getData();     console.log('before data arrived jobs'); }  myFunc(); console.log('after data arrived jobs');

위 코드가 완벽하게 비동기+블로킹 방식은 아닐수도 있겠지만 어느정도 재현을 해봤다.

 

개발자는 비동기 방식으로 getData라는 함수를 통해서 데이터를 요청하고, 그 이후에 데이터가 도착하기 전에 해야되는 작업들을 수행하려고 계획하였다.

 

하지만, await가 getData() 함수 앞에 붙어있기 떄문에, 데이터가 오기전에 해야되는 작업들은 블로킹되어 수행되지 못한다.

 

반면 myFunc() 호출 이후에 수행되는 after data arrived jobs은 async 맥락에 속해있지 않기 때문에 비동기적으로 먼저 실행이 된다.

 

이처럼 비동기+블로킹 방식은 사실 비동기+논블로킹으로 실행되어야 하는데 개발자의 실수로 의도치 않게 발생하는 경우가 대부분이다.

 

 

 

동기+블로킹

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동기 블로킹 방식은 작업의 순서를 보장하고, 대기 하는 동안 다른 작업을 수행하지 않는 방식을 뜻한다.

 

대표적인 예시로는 자바스크립트에서 파일을 읽어 읽는 readFileSync함수가 있다.

const fs = require('fs');  const data = fs.readFileSync('example.txt', 'utf8');  console.log("File read complete");

위 코드에서 example.txt라는 파일을 읽는 동안 밑에 있는 console.log 함수를 실행하지 않는다. 즉 블로킹 상태가 유지되며, 작업의 처리 순서도 보장되고 있는 것을 확인할 수 있다.

 

 

 

동기+논블로킹

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동기+논블로킹 방식은 작업의 처리 순서를 보장하면서 동시에 다른 작업을 수행할 수 있는 방식을 뜻한다.

 

자바스크립트에서 async/await 구문이 동기+논블로킹 방식을 부분적으로 가능하게 해준다.

위 코드를 보면 메인 스레드는 제어권을 넘기지 않고 계속 동작을 하며 콘솔에 출력을 한다. 즉 논블로킹 방식으로 동작하고 있다.

 

하지만 order1과 order2와 같은 순서를 지켜야하는 부분에서는 async와 await을 사용함으로써 동기식으로도 동작하고 있다.

 

 

 

정리하며..

사실 동기와 비동기, 블로킹과 논블로킹의 차이에 대해 명확하게 몰랐지만, 이번 기회에 학습을 하면서 분리된 개념으로 명확하게 이해할 수 있었다.

 

흔히 사용하는 비동기 함수가 사실은 비동기 + 논블로킹 방식으로 동작하고 있다는 사실도 새롭게 알 수 있었다.