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

... 91  92  93  94  95  96  97  98  [99]  100  101  102  103  104  105  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
11519정성태5/12/201824479개발 환경 구성: 376. ASP.NET Web Application 프로젝트의 FileSystem 배포(Publish) 시 Before/After Task 설정 방법 [1]
11518정성태5/10/201822381.NET Framework: 747. C# 7.0에서도 부분적으로 가능해진 "타입 추론을 통한 튜플의 변수명 자동 지정"
11517정성태5/10/201820105.NET Framework: 746. Azure runbook 예제 - 6시간 동안 수행 중인 VM을 중지 [1]파일 다운로드1
11516정성태5/9/201821498.NET Framework: 745. Azure runbook을 PowerShell 또는 C# 코드로 실행하는 방법파일 다운로드1
11515정성태5/9/201824088.NET Framework: 744. C# 6 - Expression bodied function [1]
11514정성태5/3/201821751오류 유형: 466. Bitvise - Error in component session/transport/kexHandler [2]
11513정성태5/3/201828820.NET Framework: 743. C# 언어의 공변성과 반공변성 [9]파일 다운로드2
11512정성태5/2/201821194개발 환경 구성: 375. Azure runbook 실행 시 "Errors", "All Logs"에 오류 메시지가 출력되는 경우
11511정성태5/2/201822156개발 환경 구성: 374. Azure - Runbook 기능 소개
11510정성태4/30/201823065.NET Framework: 742. windbg로 확인하는 Finalizer를 가진 객체의 GC 과정파일 다운로드1
11509정성태4/28/201821294.NET Framework: 741. windbg로 확인하는 객체의 GC 여부
11508정성태4/23/201823010개발 환경 구성: 373. MSBuild를 이용해 프로젝트 배포 후 결과물을 zip 파일로 압축하는 방법파일 다운로드1
11507정성태4/20/201824084개발 환경 구성: 372. MSBuild - 빌드 전/후, 배포 전/후 실행하고 싶은 Task 정의
11506정성태4/20/201828469.NET Framework: 740. C#에서 enum을 boxing 없이 int로 변환하기 - 두 번째 이야기 [7]파일 다운로드1
11505정성태4/19/201821423개발 환경 구성: 371. Azure Web App 확장 예제 - Simple WebSite Extension
11504정성태4/19/201823059오류 유형: 465. Azure Web App 확장 - Extplorer File manager 적용 시 오류
11503정성태4/19/201821144오류 유형: 464. PowerShell - Start-Service 명령 오류 (Service 'xxx' cannot be started)
11502정성태4/17/201823838개발 환경 구성: 370. Azure VM/App Services(Web Apps)에 Let's Encrypt 무료 인증서 적용 방법 [3]
11501정성태4/17/201821643개발 환경 구성: 369. New-AzureRmADServicePrincipal로 생성한 계정의 clientSecret, key 값을 구하는 방법파일 다운로드1
11500정성태4/17/201822625개발 환경 구성: 368. PowerShell로 접근하는 Azure의 Access control 보안과 Azure Active Directory의 계정 관리 서비스
11499정성태4/17/201821089개발 환경 구성: 367. Azure - New-AzureRmADServicePrincipal / New-AzureRmRoleAssignment 명령어
11498정성태4/17/201821076개발 환경 구성: 366. Azure Active Directory(Microsoft Enfra ID)의 사용자 유형 구분 - Guest/Member
11497정성태4/17/201818720개발 환경 구성: 365. Azure 리소스의 액세스 제어(Access control) 별로 사용자에게 권한을 할당하는 방법 [2]
11496정성태4/17/201819340개발 환경 구성: 364. Azure Portal에서 구독(Subscriptions) 메뉴가 보이지 않는 경우
11495정성태4/16/201820710개발 환경 구성: 363. Azure의 Access control 보안과 Azure Active Directory의 계정 관리 서비스
11494정성태4/16/201816892개발 환경 구성: 362. Azure Web Apps(App Services)에 사용자 DNS를 지정하는 방법
... 91  92  93  94  95  96  97  98  [99]  100  101  102  103  104  105  ...