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

... 136  137  138  139  140  141  [142]  143  144  145  146  147  148  149  150  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
1504정성태9/24/201330231.NET Framework: 387. UDP 브로드캐스팅을 이용해 서비스 측의 IP 주소를 구하는 방법 [1]파일 다운로드1
1503정성태9/21/201335369개발 환경 구성: 199. Visual Studio - github 연동 [7]
1502정성태9/21/201338961개발 환경 구성: 198. Visual Studio - git을 이용한 로컬 소스 컨트롤
1501정성태9/21/201346055개발 환경 구성: 197. Visual Studio를 위한 Git 환경 설정 [5]
1500정성태9/20/201345032.NET Framework: 386. C# 버전의 한글 형태소 분석기 [1]파일 다운로드1
1499정성태9/20/201321638개발 환경 구성: 196. Windows Azure - Cloud Service의 인스턴스 타입 변경하는 방법
1498정성태9/20/201327786Windows: 76. 윈도우 8.1 / 서버 2012 R2 마이그레이션 [5]
1497정성태9/20/201360049웹: 28. IE 11로 바꾼 후 발생하는 문제 정리
1496정성태9/20/201332351Windows: 75. 윈도우 8.1, 2012 R2 설치 후 원격 접속이 안 되는 문제
1495정성태9/20/201323493웹: 27. IE 11 - YBM Sisa.com에서 검색된 영단어의 발음 기호가 안 나오는 문제
1494정성태9/13/201333097.NET Framework: 385. Html Agility Pack 소개 - 웹 문서에서 텍스트만 분리하는 방법 [2]파일 다운로드1
1493정성태9/13/201334863.NET Framework: 384. WebClient.DownloadString 문자열 인코딩 문제
1492정성태9/13/201322304오류 유형: 186. The .NET assembly 'Microsoft.Vsa' could not be found.
1491정성태9/9/201325462.NET Framework: 383. RSAParameters의 ToXmlString과 ExportParameters의 결과 비교
1490정성태9/7/201360469기타: 34. 도서: 시작하세요! C# 프로그래밍: 기본 문법부터 실전 예제까지 [7]
1489정성태9/4/201344903오류 유형: 185. 오피스 워드 파일이 저장되지 않는 문제 [2]
1488정성태8/27/201329035.NET Framework: 382. WCF에서 DataSet을 binary encoding으로 직렬화하는 방법파일 다운로드1
1487정성태8/27/201331349개발 환경 구성: 195. 로컬 PC에서의 WCF 통신을 Fiddler로 보는 방법 [1]
1486정성태8/27/201328848.NET Framework: 381. SqlCommand를 이용해 Microsoft SQL 서버의 쿼리 실행 계획을 구하는 방법파일 다운로드1
1485정성태8/26/201332543.NET Framework: 380. 프로세스 스스로 풀 덤프 남기는 방법 [3]파일 다운로드1
1484정성태8/23/201326782제니퍼 .NET: 24. 제니퍼 닷넷 적용 사례 (4) - GZIP 인코딩으로 인한 성능 하락
1483정성태8/23/201326900.NET Framework: 379. System.IO.MemoryStream, ArraySegment<T> 의 효율적인 사용법 [1]
1482정성태8/23/201320345.NET Framework: 378. Java / C# - 정수의 부호 유무에 따른 16진수 문자열 변환
1481정성태8/22/201321178오류 유형: 184. PaaS 유형(Cloud Services)의 Azure VM에 연결할 때 계정 만료 에러가 발생하는 경우
1480정성태8/22/201337843개발 환경 구성: 194. 윈도우 서버의 80 포트에 대한 port forwarding 설정 방법파일 다운로드1
1479정성태8/14/201325172오류 유형: 183. IIS - 바인딩 추가 시 Object reference not set to an instance of an object 오류 [5]
... 136  137  138  139  140  141  [142]  143  144  145  146  147  148  149  150  ...