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

... 121  122  123  124  [125]  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
10797정성태5/23/201521585VC++: 91. 자식 스레드에 자동 상속되는 TEB의 SubProcessTag 필드파일 다운로드1
10796정성태5/23/201532415오류 유형: 293. SQL Server Management Studio 실행 시 "Cannot find one or more components" 오류
10795정성태5/23/201530538오류 유형: 292. InstallUtil로 .NET 서비스 등록 시 오류 - Operation is not supported. (Exception from HRESULT: 0x80131515). [3]
10794정성태5/22/201525502개발 환경 구성: 267. (무료) 마이크로소프트 온라인 강좌 소개 - 네트워킹 기초 [1]
2925정성태5/14/201525114디버깅 기술: 73. PDB 기호 파일의 경로 구성 방식파일 다운로드1
2924정성태5/14/201528412VS.NET IDE: 100. 비주얼 스튜디오 원격 디버깅 시 'Unknown function' 콜스택이 나온다면?
2923정성태5/12/201587761기타: 52. 도서: 시작하세요! C# 6.0 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지 [17]
2922정성태5/12/201524617오류 유형: 291. ssindex.cmd 실행 시 '...[tfs_collection_url]...' not found in srcsrv.ini 오류 발생
2921정성태5/9/201530965개발 환경 구성: 266. 인텔에서 구현한 최대 절전 모드 기능 - Intel® Rapid Start Technology
2920정성태5/9/201522101오류 유형: 290. 디스크 관리자의 파티션 축소 시, There is not enough space available on the disk(s) to complete this operation.
2919정성태5/9/201521958오류 유형: 289. Error: this template attempted to load component assembly 'NuGet.VisualStudio.Interop, ...'
2918정성태5/9/201540518Windows: 111. 복구(Recovery) 파티션 삭제하는 방법 [3]
2917정성태5/9/201530955오류 유형: 288. .NET Framework 4.6이 설치된 경우 "Intel® Rapid Storage Technology (Intel® RST) RAID Driver"가 설치 안 되는 문제 [5]
2916정성태5/9/201532005오류 유형: 287. 레지스트리 권한 오류 - Cannot edit [Registry key name]: Error writing the value's new contents.
2915정성태5/9/201531131개발 환경 구성: 265. TrustedInstaller 권한으로 프로그램 실행시키는 방법 [11]
2914정성태5/9/201528487DDK: 7. 정식 인증서가 있는 경우 Device Driver 서명하는 방법 [2]
2913정성태4/30/201526243.NET Framework: 511. Build 2015 행사에서 소개된 (맥/리눅스/윈도우 용 무료) Visual Studio Code 개발 도구 [8]
2912정성태4/29/201521967오류 유형: 286. VirtualBox에 Windows 8/2012 설치 시 "Error Code: 0x000000C4" 오류 발생
2911정성태4/29/201520575오류 유형: 285. Visual Studio 2015를 제거한 경우 Microsoft.VisualStudio.Web.PageInspector.Loader 어셈블리를 못 찾는 문제 [2]
2910정성태4/29/201524461오류 유형: 284. System.TypeLoadException: Could not load type 'System.Reflection.AssemblySignatureKeyAttribute' from assembly [1]
2909정성태4/29/201520599오류 유형: 283. WCF 연결 오류 - Expected record type 'PreambleAck'
2908정성태4/29/201528899오류 유형: 282. 원격에서 SQL 서버는 연결되지만, SQL Express는 연결되지 않는 경우
2907정성태4/29/201518947.NET Framework: 510. 제네릭(Generic) 인자에 대한 메타데이터 등록 확인
2906정성태4/28/201521565오류 유형: 281. DebugView로 인한 System.Diagnostics.Trace.WriteLine 멈춤(Hang) 현상
2905정성태4/27/201521932오류 유형: 280. HttpResponse.Headers.Add에서 "System.PlatformNotSupportedException: This operation requires IIS integrated pipeline mode." 예외 발생
2904정성태4/27/201527185DDK: 6. ZwTerminateProcess로 프로세스를 종료하는 Device Driver 프로그램 [2]파일 다운로드1
... 121  122  123  124  [125]  126  127  128  129  130  131  132  133  134  135  ...