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.NET Framework: 2012. C# - async/await 그리고 스레드 (3) Task.Delay 재현 [링크 복사], [링크+제목 복사]
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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C# - async/await 그리고 스레드 (3) Task.Delay 재현

지난 글을 통해,

C# - async/await 그리고 스레드 (1) MyTask로 재현
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13055

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

기본적인 비동기 호출에 대한 동작 방식을 우리가 직접 MyTask를 구현하면서 알아봤습니다.

자, 그럼 이해를 돕기 위해 또 하나의 실습을 해볼까요? 적당한 걸로, 기존의 Task.Delay와 같은 기능을 구현해 보겠습니다. Task.Delay는 Thread.Sleepawaitable 버전인데요, 다음과 같은 식으로 사용합니다.

using System;

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 1단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        await Task.Delay(2000); // 2초의 비동기 sleep 후, 아래의 코드 실행
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 2단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    }
}

/* 출력 결과
[2022-05-11 오후 10:12:12] 1단계: threadid == 1
[2022-05-11 오후 10:12:14] 2단계: threadid == 4
*/




그런데, Sleep은 Win32 API로 제공은 되지만 엄밀히 비동기 버전의 SleepAsync API는 없습니다. 그렇다면 Task.Delay는 도대체 어떻게 구현을 한 것이고, await 이후의 코드는 어떤 스레드에서 실행이 되는 것일까요?

이를 알아보기 위해 우리가 만든 MyTask에도 Delay 기능을 넣어보겠습니다. 여기서 구현의 핵심은, (누누이 말했지만) await 이후로 분리된 코드를 실행할 스레드가 있어야 (혹은 없다면 동기 호출) 한다는 점입니다.

자, 그럼 간단하게는 (기존 소스 코드에서) 이런 식으로 부가 코드를 넣어 구현하는 것이 가능합니다.

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"1단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        await MyTask.Delay(1000);
        Console.WriteLine($"2단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    }
}

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

    public static MyTask Delay(int milliSeconds)
    {
        Action action = () =>
        {
            Thread.Sleep(milliSeconds);
        };

        return new MyTask(action);
    }
}

/* 출력 결과
[2022-05-11 오후 10:14:24] 1단계: threadid == 1
[2022-05-11 오후 10:14:26] 2단계: threadid == 9
*/

비록, 구현은 했지만 한 가지 아쉬운 점이 있습니다. 바로 Sleep 시간 동안 (MyTask 내에서 새로 생성하는) 스레드 하나가 점유된다는 것입니다. Sleep이 비동기 I/O 호출을 지원하지도 않으므로 얼핏 보면 저게 최선일 듯한데요, 다행히 방법이 있습니다. 바로 System.Threading.Timer를 이용해 스레드 점유를 없애고 CLR ThreadPool을 활용하는 것입니다.

실제로 이 방법은 Task.Delay가 이용하고 있는데요, 우리도 다음과 같이 구현할 수 있습니다.

internal class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 1단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        await MyTask.DelayAsync(2000);
        Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 2단계: threadid == {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
    }
}

public class DelayTask : MyTask
{
    System.Threading.Timer _timer;

    public DelayTask(int milliSeconds)
    {
        _timer = new Timer(expiredCallback, null, milliSeconds, 0);
    }

    private void expiredCallback(object? state)
    {
        _timer.Dispose();
        this.SetComplete();
    }
}

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

    public MyTask() { }

    // ...[생략]...

    public static DelayTask DelayAsync(int milliSeconds)
    {
        return new DelayTask(milliSeconds);
    }

    // ...[생략]...
}

/* 실행 결과 */
[2022-05-11 오후 10:14:39] 1단계: threadid == 1
[2022-05-11 오후 10:14:41] 2단계: threadid == 4

간단하죠? ^^ 스레드 걱정을 할 필요가 없는 이유는, Timer 타입의 생성자에 전달하는 callback 메서드를 (지정된 시간 이후에) CLR ThreadPool로부터 선택된 스레드가 실행해 주기 때문입니다. 그리고, 자연스럽게 그 과정에서 MyTask.SetComplete의 호출로 인해 await 이후의 "분할 2" 코드까지 실행이 됩니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




자, 이렇게 해서 (다음 편에서 다룰) 비동기 I/O를 제외하고는 기존의 Task에서 제공하던 Delay나 Task.Run을 이용한 비동기 호출 방식을 다뤄봤습니다. 보는 바와 같이, 마법은 없습니다. 단지 C# 컴파일러가 분리한 await 이후의 코드를 1) 사용자가 제공하든, 2) CLR ThreadPool에서 제공하든, 3) 설령 그것이 동기 또는 비동기이든 특정 스레드로 하여금 실행하도록 만들어야 한다는 사실에는 변함이 없습니다.




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

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 5/17/2022]

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