Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
.NET Framework: 2065. C# - Mutex의 비동기 버전 [링크 복사], [링크+제목 복사],
조회: 14378
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일

(시리즈 글이 7개 있습니다.)
.NET Framework: 2064. C# - Mutex와 Semaphore/SemaphoreSlim 차이점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13156

.NET Framework: 2065. C# - Mutex의 비동기 버전
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13157

닷넷: 2216. C# - SemaphoreSlim 사용 시 주의점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13555

닷넷: 2217. C# - 최댓값이 1인 SemaphoreSlim 보다 Mutex 또는 lock(obj)를 선택하는 것이 나은 이유
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13558

디버깅 기술: 195. windbg 분석 사례 - Semaphore 잠금으로 인한 Hang 현상 (닷넷)
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13560

닷넷: 2284. C# - async 메서드에서의 lock/Monitor.Enter/Exit 잠금 처리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13697

닷넷: 2285. C# - async 메서드에서의 System.Threading.Lock 잠금 처리
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13698




C# - Mutex의 비동기 버전

재미있는 글이 있군요. ^^

Async Mutex
; https://dfederm.com/async-mutex/

사실 위의 내용을 다루려고 이전 글에서 뮤텍스와 세마포어를 미리 다뤄야만 했습니다. ^^

C# - Mutex와 Semaphore/SemaphoreSlim 차이점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13156

간단하게 테스트를 해볼까요? ^^ 우선 Mutex를 쓰지 않는 버전으로 이렇게 작성한 후,

namespace ConsoleApp1
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task t1 = Task.Run(async () =>
            {
                await PrintOut();
            });

            Task t2 = Task.Run(async () =>
            {
                await PrintOut();
            });

            t1.Wait();
            t2.Wait();
        }

        static async Task PrintOut()
        {
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-before");
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-after");
        }
    }
}

실행하면 다음과 같은 결과를 볼 수 있습니다.

오전 9:36:40 [7]: PrintOut-EX-before
오전 9:36:40 [6]: PrintOut-EX-before
오전 9:36:42 [6]: PrintOut-EX-after
오전 9:36:42 [7]: PrintOut-EX-after

예상 가능한 출력이죠? ^^ 자, 여기다 이제 비동기 mutex를 장착하면,

namespace ConsoleApp1
{
    internal class Program
    {
        static AsyncMutex m = new AsyncMutex(@"Global\MyMutex");

        // ...[생략]...

        static async Task PrintOut()
        {
            await m.AcquireAsync(CancellationToken.None);
            // ...[생략]...
            await m.ReleaseAsync();
        }
    }
}

Mutex의 영향으로 PrintOut 내부의 코드가 동기화돼 다음과 같은 출력 결과가 나옵니다.

오전 9:37:27 [11]: PrintOut-EX-before
오전 9:37:30 [11]: PrintOut-EX-after
오전 9:37:30 [12]: PrintOut-EX-before
오전 9:37:32 [12]: PrintOut-EX-after

잘 동작하는군요. ^^




그런데, 뭔가 좀 아쉽습니다. AsyncMutex의 소스 코드를 보면 AcquireAsync에서 Task.Factory.StartNew를 사용해 동기 작업에 해당하는 부분을 스레드로 감싸 비동기 처리하고 있습니다.

이런 처리를 스레드 없이 할 수도 있지 않을까요? 그렇습니다. 예전에 설명했던 방식을 곁들이면,

C# - CLR ThreadPool의 I/O 스레드에 작업을 맡기는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13059

명시적인 스레드 사용 없이 다음과 같은 식으로 커널 개체가 Signaled 상태로 바뀌는 알림을 받아, 이후의 실행을 I/O 스레드에 맡겨보는 것도... 생각해 볼 수 있습니다.

namespace ConsoleApp1
{
    internal class AsyncMutex2
    {
        Mutex _m;

        public AsyncMutex2()
        {
            _m = new Mutex(false);
        }

        public AsyncMutex2(string name)
        {
            _m = new Mutex(false, name);
        }

        public Task AcquireAsync()
        {
            TaskCompletionSource taskCompletionSource = new();
            ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(_m, signalWork, taskCompletionSource, -1, true);
            return taskCompletionSource.Task;
        }

        public void Release()
        {
            _m.ReleaseMutex();
        }

        void signalWork(object? state, bool timedOut)
        {
            if (state is TaskCompletionSource taskSource)
            {
                taskSource.SetResult();
            }
        }
    }
}

하지만, 이런 구현은 유효하지 않습니다. "Async Mutex" 글의 저자도 이 부분에 대해 언급했는데요,

Mutexes have thread affinity; that is, the mutex can be released only by the thread that owns it.

지난번 글에 정리한 것처럼, Mutex는 WaitOne을 호출한 스레드에서 반드시 ReleaseMutex를 호출해야 하므로 await로 인해 스레드가 달라지는 상황에서는,

static async Task PrintOut()
{
    await m.AcquireAsync(); // 내부에서 WaitOne을 호출하는 스레드와,
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-before");
    Thread.Sleep(2000);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-after");
    m.Release(); // 이곳에서 ReleaseMutex 호출하는 스레드는 I/O 스레드 풀로부터 가져온 것이므로.
}

결국 ReleaseMutex에서 "Object synchronization method was called from an unsynchronized block of code" 예외가 발생하는 것입니다.




이런 문제를 (Mutex처럼 사용할 수 있는) Semaphore를 이용하면 해결할 수 있습니다.

namespace ConsoleApp1
{
    internal class AsyncMutex2 : IAsyncDisposable
    {
        Semaphore _smp;

        public AsyncMutex2(string name)
        {
            _smp = new Semaphore(1, 1, name);
        }

        public Task AcquireAsync()
        {
            return AcquireAsync(-1);
        }

        public Task AcquireAsync(int millisecondsTimeOutInterval)
        {
            TaskCompletionSource taskCompletionSource = new();

            ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(_smp, signalWork, taskCompletionSource, millisecondsTimeOutInterval, true);
            return taskCompletionSource.Task;
        }

        public void Release()
        {
            _smp.Release();
        }

        void signalWork(object? state, bool timedOut)
        {
            if (state is TaskCompletionSource taskSource)
            {
                if (timedOut)
                {
                    taskSource.SetCanceled();
                    return;
                }

                taskSource.SetResult();
            }
        }

        public ValueTask DisposeAsync()
        {
            _smp.Dispose();
            return ValueTask.CompletedTask;
        }
    }
}

실제로 위의 코드를 사용하면,

static AsyncMutex2 m = new AsyncMutex2(@"Global\MyMutex");

static void Main(string[] args)
{
    Task t1 = Task.Run(async () =>
    {
        await PrintOut(1);
    });

    Task t2 = Task.Run(async () =>
    {
        await PrintOut(2);
    });

    Task t3 = Task.Run(async () =>
    {
        await PrintOut(3, 1000);
    });

    try
    {
        Task.WaitAll(t1, t2, t3);
    } catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }

    Task t4 = Task.Run(async () =>
    {
        await PrintOut(4);
    });

    Task t5 = Task.Run(async () =>
    {
        await PrintOut(5);
    });

    Task.WaitAll(t4, t5);
}

static async Task PrintOut(int workId)
{
    await PrintOut(workId, -1);
}

static async Task PrintOut(int workId, int timeOut)
{
    await m.AcquireAsync(timeOut);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now} {workId} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-before");
    Thread.Sleep(2000);
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now} {workId} [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}]: PrintOut-EX-after");
    m.Release();
}

잘 동작합니다.

2022-11-05 오후 1:28:38 1 [12]: PrintOut-EX-before
2022-11-05 오후 1:28:40 1 [12]: PrintOut-EX-after
2022-11-05 오후 1:28:40 2 [14]: PrintOut-EX-before
2022-11-05 오후 1:28:42 2 [14]: PrintOut-EX-after
One or more errors occurred. (A task was canceled.) // 3번 work는 1000ms 대기 시간을 초과해 취소됨
2022-11-05 오후 1:28:42 4 [14]: PrintOut-EX-before
2022-11-05 오후 1:28:44 4 [14]: PrintOut-EX-after
2022-11-05 오후 1:28:44 5 [14]: PrintOut-EX-before
2022-11-05 오후 1:28:46 5 [14]: PrintOut-EX-after

위에서 구현한 Mutex는 Semaphore를 바탕으로 구현했으므로 기반 동작은 세마포어의 특성을 띕니다. 그렇긴 해도 어차피 "Async Mutex" 글의 AsyncMutex도 결국 원래 Mutex의 고유 성격인 "재진입"을 허용하지 않으므로,

namespace ConsoleApp1
{
    internal class Program
    {
        static AsyncMutex m = new AsyncMutex(@"Global\MyMutex");

        // ...[생략]...

        static async Task PrintOut()
        {
            await m.AcquireAsync(CancellationToken.None);
            await m.AcquireAsync(CancellationToken.None); // 재진입 불가능 - hang!!!!
            // ...[생략]...
            await m.ReleaseAsync();
            await m.ReleaseAsync();
        }
    }
}

오히려 스레드 낭비 없는 AsyncMutex2 버전이 더 나을 것입니다. ^^




(AsyncMutex는 named mutex를 사용했고) AsyncMutex2 버전은 named Semaphore를 사용하고 있습니다. 왜냐하면 unnamed는 어차피 SemaphoreSlim에서 이미 비동기 버전의 WaitAsync를 제공하기 때문에 그것을 사용하면 됩니다.

static async Task Main(string[] args)
{
    SemaphoreSlim ss = new SemaphoreSlim(1, 1);
            
    await ss.WaitAsync();
    ss.Release();
}

따라서, 굳이 named일 필요가 없다면 SemaphoreSlim으로 간단하게 해결하시면 됩니다.

물론, 이것 역시 Mutex/Semaphore의 차이점이 허용된다는 가정이 성립할 때만 기존의 Mutex 코드를 안전하게 비동기로 바꿀 수 있을 것입니다.

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




참고로, 찾아보니 RegisterWaitForSingleObject에 Mutex를 사용할 수 없다는 글을 누가 이미 써놨군요. ^^

RegisterWaitForSingleObject and mutexes don't mix
; http://joeduffyblog.com/2007/05/13/registerwaitforsingleobject-and-mutexes-dont-mix/




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







[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 2/13/2024]

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
 




1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  [11]  12  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13667정성태7/7/20246623닷넷: 2273. C# - 리눅스 환경에서의 Hyper-V Socket 연동 (AF_VSOCK)파일 다운로드1
13666정성태7/7/20247700Linux: 74. C++ - Vsock 예제 (Hyper-V Socket 연동)파일 다운로드1
13665정성태7/6/20247881Linux: 73. Linux 측의 socat을 이용한 Hyper-V 호스트와의 vsock 테스트파일 다운로드1
13663정성태7/5/20247478닷넷: 2272. C# - Hyper-V Socket 통신(AF_HYPERV, AF_VSOCK)의 VMID Wildcards 유형파일 다운로드1
13662정성태7/4/20247491닷넷: 2271. C# - WSL 2 VM의 VM ID를 알아내는 방법 - Host Compute System API파일 다운로드1
13661정성태7/3/20247413Linux: 72. g++ - 다른 버전의 GLIBC로 소스코드 빌드
13660정성태7/3/20247523오류 유형: 912. Visual C++ - Linux 프로젝트 빌드 오류
13659정성태7/1/20247860개발 환경 구성: 715. Windows - WSL 2 환경의 Docker Desktop 네트워크
13658정성태6/28/20248238개발 환경 구성: 714. WSL 2 인스턴스와 호스트 측의 Hyper-V에 운영 중인 VM과 네트워크 연결을 하는 방법 - 두 번째 이야기
13657정성태6/27/20247917닷넷: 2270. C# - Hyper-V Socket 통신(AF_HYPERV, AF_VSOCK)을 위한 EndPoint 사용자 정의
13656정성태6/27/20248094Windows: 264. WSL 2 VM의 swap 파일 위치
13655정성태6/24/20247851닷넷: 2269. C# - Win32 Resource 포맷 해석파일 다운로드1
13654정성태6/24/20247788오류 유형: 911. shutdown - The entered computer name is not valid or remote shutdown is not supported on the target computer.
13653정성태6/22/20247937닷넷: 2268. C# 코드에서 MAKEINTREOURCE 매크로 처리
13652정성태6/21/20249250닷넷: 2267. C# - Linux 환경에서 (Reflection 없이) DLL AssemblyFileVersion 구하는 방법파일 다운로드2
13651정성태6/19/20248488닷넷: 2266. C# - (Reflection 없이) DLL AssemblyFileVersion 구하는 방법파일 다운로드1
13650정성태6/18/20248410개발 환경 구성: 713. "WSL --debug-shell"로 살펴보는 WSL 2 VM의 리눅스 환경
13649정성태6/18/20247961오류 유형: 910. windbg - !py 확장 명령어 실행 시 "failed to find python interpreter" (2)
13648정성태6/17/20248281오류 유형: 909. C# - DynamicMethod 사용 시 System.TypeAccessException
13647정성태6/16/20249345개발 환경 구성: 712. Windows - WSL 2의 네트워크 통신 방법 - 세 번째 이야기 (같은 IP를 공유하는 WSL 2 인스턴스) [1]
13646정성태6/14/20247761오류 유형: 908. Process Explorer - "Error configuring dump resources: The system cannot find the file specified."
13645정성태6/13/20248198개발 환경 구성: 711. Visual Studio로 개발 시 기본 등록하는 dev tag 이미지로 Docker Desktop k8s에서 실행하는 방법
13644정성태6/12/20248868닷넷: 2265. C# - System.Text.Json의 기본적인 (한글 등에서의) escape 처리 [1]
13643정성태6/12/20248321오류 유형: 907. MySqlConnector 사용 시 System.IO.FileLoadException 오류
13642정성태6/11/20248199스크립트: 65. 파이썬 - asgi 버전(2, 3)에 따라 달라지는 uvicorn 호스팅
13641정성태6/11/20248673Linux: 71. Ubuntu 20.04를 22.04로 업데이트
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  [11]  12  13  14  15  ...