Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

(시리즈 글이 4개 있습니다.)
.NET Framework: 2008. C# - async/await 그리고 스레드 (1) MyTask로 재현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13055

.NET Framework: 2009. C# - async/await 그리고 스레드 (2) MyTask의 호출 흐름
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13056

.NET Framework: 2012. C# - async/await 그리고 스레드 (3) Task.Delay 재현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13060

.NET Framework: 2014. C# - async/await 그리고 스레드 (4) 비동기 I/O 재현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13062




C# - async/await 그리고 스레드 (2) MyTask의 호출 흐름

자, 그럼 지난번 글에 이어서, 왜 "Thread.Sleep(16)"을 두었는지 설명해 보겠습니다. 우선, Task.Run을 사용한 예제에서 Sleep 코드를 제거해볼까요?

using System;

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"1단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        await DoAsync();
        Console.WriteLine($"2단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    }

    private static Task DoAsync()
    {
        return Task.Run(
            () =>
            {
                Console.WriteLine($"DoAsync called! (threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId})");
            });
    }
}

위의 코드를 수행하면 보통 다음과 같은 출력을 볼 수 있습니다.

1단계: threadid == 1
DoAsync called! (threadid == 7)
2단계: threadid == 7

하지만 가끔씩, 이런 식의 출력도 나옵니다.

1단계: threadid == 1
DoAsync called! (threadid == 6)
2단계: threadid == 7

아니, Task.Run 스레드가 await 이후의 코드를 수행한다면서요? 그런데, 위의 결과는 (스레드 풀에 있던 것으로 짐작되는) 별도의 스레드가 await 이후의 코드를 실행하고 있습니다. 이유가 뭘까요?




이것을 밝혀내려면 (물론, Task.cs 소스 코드를 분석해도 되지만) 우리가 만든 MyTask의 소스 코드에서 마찬가지로 Thread.Sleep을 제거해 봐야 합니다.

using System.Runtime.CompilerServices;

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"1단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        await new MyDummy().DoAsync();
        Console.WriteLine($"2단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    }
}

class MyDummy
{
    public MyTask DoAsync()
    {
        MyTask _task = new MyTask(() =>
        {
            Console.WriteLine($"DoAsync called! (threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId})");
        });

        return _task;
    }
}

public class MyTask
{
    Action? _continuation;

    bool _completed = false;
    public bool Completed => _completed;

    public MyTask(Action action)
    {
        ParameterizedThreadStart taskAction = (arg) =>
        {
            action();
            this.SetComplete();
        };

        Thread t = new Thread(taskAction);
        t.Start();
    }

    public MyTaskAwaiter GetAwaiter()
    {
        MyTaskAwaiter ta = new MyTaskAwaiter(this);
        return ta;
    }

    public void SetComplete()
    {
        _completed = true;

        if (_continuation != null)
        {
            _continuation();
        }
    }

    private void SetContinuation(Action continuation)
    {
        _continuation = continuation;
    }

    public struct MyTaskAwaiter : ICriticalNotifyCompletion, INotifyCompletion
    {
        MyTask _task;

        public MyTaskAwaiter(MyTask task)
        {
            _task = task;
        }

        public bool IsCompleted
        {
            get { return _task.Completed; }
        }

        public void GetResult()
        {
        }

        public void OnCompleted(Action continuation)
        {
        }

        public void UnsafeOnCompleted(Action continuation)
        {
            _task.SetContinuation(continuation);
        }
    }
}

이렇게 바꾸고 실행하면, 이제는 다음과 같이 await 이후의 코드가 실행되지 않는 것을 볼 수 있습니다.

1단계: threadid == 1
DoAsync called! (threadid == 7)

무엇이 문제일까요? 간단합니다. _continuation을 호출하지 못하는 상황이 발생하기 때문입니다.

public MyTask(Action action)
{
    ParameterizedThreadStart taskAction = (arg) =>
    {
        action();
        this.SetComplete();
    };

    Thread t = new Thread(taskAction);
    t.Start();
}

public void SetComplete()
{
    _completed = true;

    if (_continuation != null)
    {
        _continuation();
    }
}

위의 동작과 함께 원래의 await 코드가 다음과 같이 실행되는 형식이라는 것을 감안하면,

Task task = new MyDummy().DoAsync();
if (task.IsCompleted == true)
{
    // "분할 2" 코드 실행
}
else
{
    task.GetAwaiter().UnsafeOnCompleted(...[분할 2] 코드...);
}

Thread.Start 실행은 되었지만 아직 SetComplete를 호출하기 전이라고 가정해 보겠습니다. 그럼, if (task.IsCompleted == true)는 아니기 때문에 "분할 2" 코드는 실행되지 않고, 향후 IsCompleted가 true인 상황에서 실행되도록 UnsafeOnCompleted를 통해 보관하는 else 절을 타게 됩니다.

하지만, else 절까지 이동했지만 그사이 SetComplete의 코드가 실행되는 경우라면 어떨까요? 그럼 _completed = true가 되지만 아직 _continuation이 들어온 것은 아니므로 SetComplete 메서드에서는 실행이 안 될 것입니다. 결국 "분할 2" 코드는 어디에서도 실행이 안 된 것입니다.

따라서, 저런 식의 상황을 만들지 않기 위해 일부러 Thread.Sleep(16) 정도의 시간을 주면 우리가 원하는 대로 항상 스레드가 _continuation 코드를 실행할 수 있었던 것입니다.




(확실하게 분석한 것은 아니지만) 닷넷의 Task는 이런 문제를 해결하기 위해 실행되지 않는 UnsafeOnCompleted의 action 코드를 스레드 풀의 스레드가 실행하는 대비책을 마련해두었습니다.

이를 이용해 우리가 만든 MyTask의 동작을 다음과 같이 변경할 수 있습니다.

public class MyTask
{
    // ...[생략]...

    bool _executed = false;

    public void SetComplete()
    {
        _completed = true;

        _executed = _continuation != null;

        if (_executed == true)
        {
            _continuation!();
        }
    }

    private void SetContinuation(Action continuation)
    {
        _continuation = continuation;

        if (_completed == true && _executed == false)
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem((obj) =>
           {
               _continuation();
           });
        }
    }

    // ...[생략]...
}

이렇게 하면, SetComplete 시점에 _continuation을 실행할 수 없어도 (UnsafeOnCompleted를 경유한) SetContinuation에서 스레드 풀에 넣어 두는 작업을 한 번 거치기 때문에 이런 실행 결과를 보입니다.

1단계: threadid == 1
DoAsync called! (threadid == 7)
2단계: threadid == 8




유의할 점은, 제가 이 글에서 구현하는 MyTask와 MyTaskAwaiter는 임의로 재현을 위해 코드를 만든 것일 뿐 이 동작이 BCL의 Task, TaskAwaiter와 정확히 같지는 않습니다. 그냥 전체적인 흐름이 그런 식으로 된다는 정도로 이해하시면 되겠습니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 9/3/2023]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2022-05-13 12시18분
[한예지] 선생님, 코드에서 arg 매개변수를 사용하지 않는 것 같은데
MyTask 생성자에서 ParameterizedThreadStart 델리게이트를 사용하신 이유를 알 수 있을까요?
[guest]
2022-05-13 09시00분
아... 이유 없습니다. 습관적으로 스레드 생성자에 그걸 사용해서 그렇게 된 것입니다. ^^; (당연히 arg를 사용하지 않으면 ThreadStart 델리게이트를 사용해도 무방합니다.)
정성태

... 106  107  108  109  [110]  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11174정성태4/3/201719444VC++: 116. Visual Studio 단위 테스트 - Failed to set up the execution context to run the test
11173정성태4/3/201722986VC++: 115. Visual Studio에서 C++ DLL을 대상으로 단위 테스트할 때 비정상 종료한다면?파일 다운로드1
11172정성태4/3/201722151.NET Framework: 651. C# - 특정 EXE 프로세스를 종료시킨 EXE를 찾아내는 방법파일 다운로드1
11171정성태3/31/201718853VS.NET IDE: 114. Visual Studio 디버깅 경고 창 - You are debugging a Release build of ...
11170정성태3/31/201720736.NET Framework: 650. C# - CachedAnonymousMethodDelegate 유형의 코드 생성
11169정성태3/30/201720590VC++: 114. C++ vtable의 가상 함수 호출 가로채기파일 다운로드1
11168정성태3/29/201723914VC++: 113. C++ 클래스 상속 관계의 vtable 생성 과정
11167정성태3/28/201724244VC++: 112. C++의 가상 함수 테이블 (vtable)은 언제 생성될까요? [2]
11166정성태3/28/201718476오류 유형: 382. System.Data.SqlClient.SqlException - Arithmetic overflow error converting IDENTITY to data type int.
11165정성태3/27/201721750오류 유형: 381. Visual C++에서 min, max 함수를 사용한 경우 C2589, C2059 컴파일 오류 발생
11164정성태3/27/201730088VC++: 111. C++ 클래스의 상속에 따른 메모리 구조 [2]파일 다운로드1
11163정성태3/25/201719865VC++: 110. CreateThread Win32 API에 C++ 클래스의 멤버 함수를 전달하는 방법파일 다운로드1
11162정성태3/24/201724099오류 유형: 380. Visual Studio 빌드 실패 - The OutputPath property is not set for project
11161정성태3/24/201716803오류 유형: 379. ICOMAdminCatalog.GetCollection 호출 시 0x80070422 예외 발생
11160정성태3/23/201721716.NET Framework: 649. ASP.NET - Server cannot append header after HTTP headers have been sent. (HTTP 헤더를 보낸 후에는 서버에서 헤더를 추가할 수 없습니다.)파일 다운로드1
11159정성태3/23/201719027Windows: 136. Memory-mapped File은 Private Bytes 크기에 포함될까요?파일 다운로드1
11158정성태3/22/201718638디버깅 기술: 85. Windbg - SOS 디버깅 사례 System.NullReferenceException 예외 추적
11157정성태3/22/201721900.NET Framework: 648. Dictionary<TKey, TValue>를 deep copy하는 방법파일 다운로드1
11156정성태3/21/201722524.NET Framework: 647. 닷넷(C#) 코드로 인증서 요청 코드 만드는 방법파일 다운로드1
11155정성태3/21/201722761.NET Framework: 646. SslStream의 CipherAlgorithm 선택이 가능할까요?파일 다운로드1
11154정성태3/5/201729759VC++: 109. DLL에서 STL 객체를 인자/반환값으로 갖는 함수를 제공할 때, 그 함수를 외부에서 사용하는 경우 비정상 종료한다면? [2]파일 다운로드1
11153정성태3/5/201729135VC++: 108. DLL에 정의된 C++ template 클래스의 복사 생성자 문제파일 다운로드1
11152정성태3/4/201722818VC++: 107. VirtualAlloc, HeapAlloc, GlobalAlloc, LocalAlloc, malloc, new의 차이점파일 다운로드1
11151정성태3/3/201723397VC++: 106. DLL 개발자가 주의해야 할 Secure CRT 함수 사용 [1]파일 다운로드1
11150정성태2/21/201719333.NET Framework: 645. Visual Studio Fakes 기능에서 Shim... 클래스가 생성되지 않는 경우 [5]
11149정성태2/21/201723017오류 유형: 378. A 64-bit test cannot run in a 32-bit process. Specify platform as X64 to force test run in X64 mode on X64 machine.
... 106  107  108  109  [110]  111  112  113  114  115  116  117  118  119  120  ...