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

(시리즈 글이 5개 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

.NET Framework: 2075. C# - 직접 만들어 보는 TaskScheduler 실습 (SingleThreadTaskScheduler)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13188




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

... 76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  [90]  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11746정성태10/15/201822387개발 환경 구성: 411. Bitvise SSH Client의 인증서 모드에서 자동 로그인 방법파일 다운로드1
11745정성태10/15/201818913오류 유형: 495. TFS 파일/폴더 삭제 - The item [...] could not be found in your workspace, or you do not have permission to access it.
11744정성태10/15/201821273개발 환경 구성: 410. msbuild로 .pubxml 설정에 따른 배포 파일을 만드는 방법
11743정성태10/15/201822570웹: 37. Bootstrap의 dl/dt/dd 조합에서 문자열이 잘리지 않도록 CSS 설정
11742정성태10/15/201827077스크립트: 13. 윈도우 배치(Batch) 스크립트에서 날짜/시간 문자열을 구하는 방법
11741정성태10/15/201822052Phone: 13. Android - LinearLayout 간략 설명
11740정성태10/15/201822534사물인터넷: 51. Synology NAS(DS216+II)를 이용한 원격 컴퓨터의 전원 스위치 제어
11739정성태10/15/201824282Windows: 151. 윈도우 10의 전원 관리가 "균형 조정(Balanced)"으로 바뀌는 문제
11738정성태10/15/201822893오류 유형: 494. docker - 윈도우에서 실행 시 "unknown shorthand flag" 오류 [1]
11737정성태10/13/201819961오류 유형: 493. Azure Kudu - There are ... items in this directory, but maxViewItems is set to 299
11736정성태10/12/201821137오류 유형: 492. Visual Studio 로딩 시 오류 - The 'Scc Display Information' package did not load correctly.
11735정성태10/12/201827055VS.NET IDE: 129. Visual Studio - 특정 문자(열)를 개행 문자로 바꾸는 방법
11734정성태10/10/201819871Linux: 4. Synology NAS(DS216+II)에 FTDI 장치 연결 후 C#(.NET Core)으로 DTR 제어파일 다운로드1
11733정성태10/10/201823814Linux: 3. Synology NAS(DS216+II)에서 FTDI 장치를 C/C++로 제어
11732정성태10/10/201823946디버깅 기술: 119. windbg 분석 사례 - 종료자(Finalizer)에서 예외가 발생한 경우 비정상 종료(Crash) 발생파일 다운로드1
11731정성태10/9/201822868개발 환경 구성: 409. C# - REST API를 이용해 Azure Kudu 서비스 이용 - 웹 앱 확장 처리파일 다운로드1
11730정성태10/9/201822556개발 환경 구성: 408. C# - REST API를 이용해 Azure Kudu 서비스 이용 - 파일 처리파일 다운로드1
11729정성태10/9/201825321Windows: 150. 윈도우에서 ARP Cache 목록 확인 및 삭제하는 방법
11728정성태10/9/201822773사물인터넷: 50. Audio Jack 커넥터의 IR 적외선 송신기 [1]
11727정성태10/8/201824529오류 유형: 491. Visual Studio의 리눅스 SSH 원격 연결 - "Connectivity Failure. Please make sure host name and port number are correct."
11726정성태10/7/201827066사물인터넷: 49. 라즈베리 파이를 이용해 원격 컴퓨터의 전원 스위치 제어파일 다운로드1
11724정성태10/5/201827123개발 환경 구성: 407. 유니코드와 한글 - "Hangul Compatibility Jamo"파일 다운로드1
11723정성태10/4/201818873개발 환경 구성: 406. "Docker for Windows" 컨테이너 내의 .NET Core 응용 프로그램에서 직렬 포트(Serial Port, COM Port) 사용 방법
11722정성태10/4/201824153.NET Framework: 798. C# - Hyper-V 가상 머신의 직렬 포트와 연결된 Named Pipe 간의 통신파일 다운로드1
11721정성태10/4/201824804.NET Framework: 797. Linux 환경의 .NET Core 응용 프로그램에서 직렬 포트(Serial Port, COM Port) 사용 방법파일 다운로드1
11720정성태10/4/201825976개발 환경 구성: 405. Hyper-V 가상 머신에서 직렬 포트(Serial Port, COM Port) 사용
... 76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  [90]  ...