Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
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.NET Framework: 725. C# - 동기 방식이면서 비동기 메서드(awaitable)처럼 구현한 사례
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11431

.NET Framework: 1077. C# - 동기 방식이면서 비동기 규약을 따르게 만드는 Task.FromResult
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12713

.NET Framework: 2056. C# - await 비동기 호출을 기대한 메서드가 동기로 호출되었을 때의 부작용
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13138




C# - 동기 방식이면서 비동기 메서드(awaitable)처럼 구현한 사례

일반 메서드를 필요하다면 (awaitable) Async로 만드는 방법은 Task 객체를 반환하도록 하면 됩니다. 가령, 5초 동안 스레드를 중지하는 다음의 메서드에 대해,

using System.Threading;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            new MyClass().Test();
        }
    }

    class MyClass
    {
        public void Test()
        {
            Thread.Sleep(1000);
        }
    }
}

TestAsync 메서드를 다음과 같이 만들어 줄 수 있습니다.

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            await new MyClass().TestAsync();
            Console.WriteLine("End");
        }
    }

    class MyClass
    {
        public Task TestAsync()
        {
            Task t = new Task(() => Thread.Sleep(1000));
            t.Start();
            return t;
        }
    }
}

그런데, Task 객체를 (직접 명시적으로) 만들지 않으면서 Async 기능을 구현한 것처럼 만들 수도 있습니다. 이럴 때 TaskCompletionSource 객체를 사용하면 됩니다.

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            await new MyClass().TestAsync2();
            Console.WriteLine("End: TestAsync2");
        }
    }

    class MyClass
    {
        public Task TestAsync2()
        {
            TaskCompletionSource<object> src = new TaskCompletionSource<object>();

            try
            {
                Console.WriteLine("TestAsync2 called!");
                src.SetResult(null);
            }
            catch (Exception e)
            {
                src.SetException(e);
            }

            return src.Task;
        }
    }
}

뭐 저런 쓸모 없는 코드가 다 있나... 할 수 있습니다. 그런데 이런 쓸모없는 코드를 .NET BCL에서 찾아 볼 수 있습니다.

// System.Data.dll
// System.Data.Common.DbConnection

public virtual Task OpenAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    TaskCompletionSource<object> source = new TaskCompletionSource<object>();
    if (cancellationToken.IsCancellationRequested)
    {
        source.SetCanceled();
    }
    else
    {
        try
        {
            this.Open();
            source.SetResult(null);
        }
        catch (Exception exception)
        {
            source.SetException(exception);
        }
    }
    return source.Task;
}

위에서 보는 바와 같이 System.Data.Common.DbConnection은 OpenAsync 메서드를 제공하지만, 이름과는 달리 내부적으로 처리는 완전하게 동기로 하고 있습니다.

이런 바보 같은 코드가 왜 나왔을까요? 사실 DbConnection은 추상 클래스이기 때문에 기본적인 기능만 제공하는 정도입니다. 그리고 실질적인 기능들은 이를 상속받은 타입들이 하게 되는데, 자식 클래스들에게 비동기를 강제로(?) 구현하게 짐을 지우는 것이 어떤 경우에는 부담이 될 수 있습니다. 그래서, 인터페이스 측면에서 비동기 기능을 제공하는 가상 메서드는 제공하지만 동기처럼 동작하는 저런 구현이 나온 것입니다.

실제로 System.Data.SqlClient의 SqlConnection은 OpenAsync를 다시 구현하면서 비동기 기능을 완전하게 제공합니다.

그 외에도, 일정에 쫓겨 비동기 기능을 구현하진 못했지만 언젠가(?) 꼭 구현하리라 다짐하고 Async 메서드를 만들어 둔다면 저런 식으로 할 수 있을 것입니다. ^^




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 9/13/2022]

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댓글 작성자
 



2022-09-13 10시51분
[한예지] 선생님 안녕하세요.
namespace ConsoleApp180
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            new MyClass().Test();
        }
    }

    class MyClass
    {
        public void Test()
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("Done"); // ★★★
        }
    }
}

3초 후에 "Done"이 출력되어야 하는데
3초 후에 "Done"이 출력되지 않고 종료되는 이유가 궁금합니다.

저의 생각으로는 별도의 스레드를 생성하지 않았기 때문에
Main 스레드가 3초 동안 정지된 후에 "Done"을 출력하는 것으로 알고 있습니다.
[guest]
2022-09-13 01시48분
그럴 리가 없습니다. "Set as Startup Project" 설정을 다른 프로젝트로 한 탓에 현재의 코드가 실행되지 않았거나, ... 기타 다른 이유로 출력을 확인하지 못한 것입니다.

(구 버전의) Visual Studio의 경우 "F5" 키가 아닌, "Ctrl + F5" 키로 실행하시면 콘솔 프로그램 종료 후에도 출력 결과를 확인할 수 있도록 화면이 떠 있으므로 "Done"을 볼 수 있을 것입니다.
정성태
2022-09-13 02시26분
[한예지] 답변 감사드립니다.
무의식적으로 계속 F5 누르고 있었습니다...
[guest]
2022-09-13 04시58분
[한예지] TaskCompletionSource<T> has two responsibilities,
one of which is to produce a Task<T> object.
The other is to provide a series of methods to control the outcome of the Task.

The TaskCompletionSource object exposes a Task object via its Task property.
If you wish to produce a Task as opposed to a Task<T>,
then Microsoft`s advice is to use TaskCompletionSource<object>.
Task<object> extends Task,
so it can always be treated as just a Task.
Pro Asynchronous Programming with .NET[Richard Blewett] 149, 150쪽

TaskCompletionSource는 Task<T> 객체를 생성하고,
Task의 결과를 제어할 수 있는 다양한 메서드들을 제공한다.
Task<T>보다는 Task를 생성하고 싶은 경우에 TaskCompletionSource를 사용한다. 라고 번역되는데
선생님의 글에는
"Task 객체를 만들지 않으면서 Async 기능을 구현한 것처럼 만들 수도 있습니다.
이럴 때 TaskCompletionSource 객체를 사용하면 됩니다." 라고 적혀있습니다.

[질문 ①] 동기 방식이면서 비동기 메서드처럼 구현했다는 것이
개발자가 Task.Run을 통해 스레드 풀에서 직접적으로 스레드를 꺼내지 않을 뿐
TaskCompletionSource를 사용하면 TaskCompletionSource가 스레드 풀에서 스레드를 꺼낸다는 것인가요?
동기 방식이면서 비동기 메서드처럼 구현했다는 것이 정확히 어떤 의미인지 잘 모르겠습니다.

[질문 ②] namespace ConsoleApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var tcs = new TaskCompletionSource<int>();
            // tcs에서 작업 Task를 하나 뽑아낸다?
            Task<int> syntheticTask = tcs.Task;
            // ContinueWith를 통해 1차 Task 작업이 완료되면 추가로 실행될 2차 작업을 등록한다.
            syntheticTask.ContinueWith(t => Console.WriteLine("Result {0}", t.Result));
            Console.WriteLine("Press enter to complete the Task");
            Console.ReadLine();
            // 1차 Task 작업 실행 완료 상태로 전화하면서 결과 값42를 넘긴다?
            tcs.SetResult(42);
            Console.ReadLine(); // Main 스레드는 여기에서 대기중이다.
        }
    }
}
1차 Task 작업이 완료되면
ContinueWith(t => Console.WriteLine("Result {0}", t.Result))도
스레드 풀에 있던 스레드가 실행할텐데
Button1.Click += new EventHandler(this.GreetingBtn_Click);
와 같이 TaskCompletionSource도 내부적으로 이벤트 구독 형식으로 구성되어 있나요?

[질문 ③] TaskCompletionSource 관련 글이 없고 사용법만 존재하는데
혹시 어떤 목적으로 사용하는지 알 수 있을까요?

[질문 ④]TaskCompletionSource를 Task wrapping한 이유가 있을까요?
Task도 이미 Result를 Wrapping 했는데 한 번 더 TaskCompletionSource로 Wrapping한
이유가 궁금합니다.
[guest]
2022-09-13 07시07분
"Task 객체를 만들지 않으면서..."를 "Task 객체를 (직접 명시적으로) 만들지 않으면서..."라고 읽어주시면 됩니다. (본문을 수정했습니다.)

답변 1) TaskCompletionSource는 Task 속성을 가지고는 있지만 해당 Task는 스레드와 연관되지 않은 인스턴스입니다. 즉, 외부적으로 C# 컴파일러가 async/await 구문을 사용할 수 있을 정도로 맞춰주는 타입이 TaskCompletionSource입니다.


답변 2) 1번 답변에 따라 의미 없는 질문입니다.

답변 3) 글에서 설명한 것처럼, 실제로는 스레드를 사용하지 않으면서 외부적으로 await이 가능한 인터페이스를 맞춰주는 용도입니다.

답변 4) 3번의 답변과 동일합니다. 일반적으로 Task를 쓸 때는 스레드를 동반하지만 TaskCompletionSource는 스레드를 동반하지 않습니다.
정성태
2022-09-13 08시33분
[한예지] [질문 ①]
외부적으로 C# 컴파일러가 async/await 구문을 사용할 수 있을 정도로 맞춰주는 타입이 TaskCompletionSource입니다.
실제로는 스레드를 사용하지 않으면서 외부적으로 await이 가능한 인터페이스를 맞춰주는 용도입니다.
일반적으로 Task를 쓸 때는 스레드를 동반하지만 TaskCompletionSource는 스레드를 동반하지 않습니다.
위의 3문장이 이해가 되지 않지만 요약하면 스레드 없이 비동기 처리할 수 있다는 것으로 받아들였는데 그게 어떻게 가능하죠?....

[질문 ②] 외부적으로 await이 가능한 인터페이스를 맞춰주는 용도가 무슨 말씀인지 잘 모르겠습니다.
좀 더 힌트를 주실 수 있으신가요?...
[guest]
2022-09-13 10시29분
답변 1) "비동기" 처리되는 것은 아닙니다. 제가 본문에서도 썼지만, System.Data.Common.DbConnection 타입의 OpenAsync는 async/await 규약만 맞춰놓은 동기 방식으로 동작하는 "외형만" 비동기 메서드입니다.

사실, async/await은 비동기를 위해 추가된 C#의 문법이긴 하지만 엄밀히 말해서 그 규약으로 호출되는 방식이 꼭 비동기로 동작해야 한다는 규칙은 없습니다.

답변 2) 이와 관련해서는 다음의 글로 나눠서 작성한 적이 있습니다.

C# 컴파일러 대신 직접 구현하는 비동기(async/await) 코드
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11351

Task를 포함하지 않는 async 메서드의 동작 방식
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11415

C# - await을 Task 타입이 아닌 사용자 정의 타입에 적용하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11456

C# - async를 Task 타입이 아닌 사용자 정의 타입에 적용하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11484
정성태
2022-09-14 09시03분
[한예지] 답변 감사드립니다. 좀 더 생각해 보도록 하겠습니다!
[guest]
2022-09-15 10시06분
[한예지] TaskCompletionSource의 추가내용은 CLR via C# 4판 864 ~ 868쪽을 참고하시면 좋습니다.
[guest]

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