"본 내용은 인프런강의를 들으며 DispatchQueue와 Operation에 대해 간단하게 정리한 글 입니다."
Concurrency(동시성) 프로그래밍
목차
GCD, Operation에 관하여
GCD, Operation
| GCD | Operation |
|---|---|
| Grand Central Dispatch = Dispatch Queue | Operation Queue |
| - 간단한 일(커뮤니케이션의 양) | - 복잡한 일(커뮤니케이션의 양) |
| - 함수를 사용하는 작업(메서드 위주) | - 데이터와 기능을 캡슐화한 객체 |
Operation이라는 개념은 GCD의 개념을 기반으로 여러가지 기능이 더해져서 만들어진 개념이다.
- 취소 / 순서지정 / 일시중지(상태추적)과 같은 기능 추가
iOS에서는...
- iOS에서는 직접적으로 쓰레드를 관리하지 않고, Queue(대기열/대기행렬)라는 개념을 이용해 작업을 분산처리한다.
- GCD / Operation을 사용해 시스템에서 알아서 쓰레드 숫자를 관리한다.
- (직접 쓰레드를 생성하는 것은 하드웨어나 일의 부하(load)와 같은 시스템에 대한 지식없이 사용하면, 오히려 앱이 느려질 수 있다.)
- 쓰레드 보다 더 높은 레벨/ 차원에서 일을한다.
- 쉽게 다른 쓰레드에서 (오래걸리는) 작업들이 "비동기적으로 동작" 하도록 만들어 준다.
- (어떤 API들은 내부적으로 다른 쓰레드에서 비동기적으로 실행되도록 설계되어 있다.)
Queue로 보내는 방법(Code)
//Queue로 클로저를 보낸다. 글로벌큐에(initializer). 비동기적으로
DispatchQueue.global().async {
작업한 내용을(클로저)
}
// 보낼 queue의 종류를 선언
let queue = DispatchQueue.global()
// 해당 queue에 비동기적으로 보낼 것이다.
queue.async {
클로저(closure)를
}// 작업의 단위 ===> "하나의 클로저" 안에 보내는 작업 자체가 묶이는 개념
DispatchQueue.global().async {
print("Task1 시작")
print("Task1 의 중간작업 1")
print("Task1 의 중간작업 2")
print("Task1 의 중간작업 3")
print("Task1 의 중간작업 4")
print("Task1 의 중간작업 5")
print("Task1 종료")
}Synchronous vs Asynchronous
동기(Sync) 와 비동기(Async) 개념
비동기 (Async)
메인 thread가 다른 thread에서 작업을 하도록 시킨 후 해당 작업이 끝나길 기다리지 않고 다음 작업을 진행한다.
→ 메인 thread가 다른 일 처리를 시작할 수 있다.
동기(Sync)
메인 thread가 다른 thread에서 작업을 하도록 시킨 후 해당 작업이 끝날 때 까지 기다렸다가 다음 작업을 진행한다.
→ 작업이 끝나기 전까지 메인 thread는 다른 일처리를 시작할 수 없다.
비동기라는 개념이 일반적으로 필요한 이유는?
대부분은 서버와의 통신(네트워크 작업) 때문에
Serial vs Concurrent
Serial Queue:
보통 메인 thread에서) 분산처리 시킨 작업을 다른 한개의 thread에서 처리하는 queue
Concurrent Queue:
(보통 메인 thread에서) 분산처리 시킨 작업을 다른 여러개의 thread에서 처리하는 queue
분산처리 하려면 Concurrent Queue가 무조건 좋아 보이는 것 같은데
왜 serial queue가 필요할까?
Serial Queue와 Concurrent Queue를 사용하는 경우
| 직렬(Serial Queue) | 동시(Concurrent Queue) |
|---|---|
| 순서가 중요한 작업을 처리할 때 사용 | 각자 독립적이지만 유사한 여러개의 작업을 처리할 때 사용 |
동시작업이 필요한 경우:
컬랙션 뷰에서 독립적인 이미지 를 처리하지만 동시적으로 처리되어야 유저가 불편함을 느끼지 않고 스크롤을 통해 컨텐츠를 확인할 수 있게 된다.
DispatchQueue(GCD)의 종류와 특성
Dispatch Queue에는 여러가지 대기열이 있다.
대기열마다 특성이 다르기 때문에 작업의 특성, 원하는 일처리에 따라 대기열(Queue)의 특성에 맞게 작업을 보내면 된다.
원하는 Queue로 작업을 보내면 각 Queue가 각자 다른 thread를 생성하고 일을 처리하게 된다.
Main Queue
- Main thread이자 Main Queue이기도 하다.
- Serial(직렬) Queue
DispatchQueue.main.async {
}우리가 기본적으로 실행하는 코드는 직렬 + 동기적으로 실행되어왔던 것이다.
우리가 평소에 print("print something") 라고 사용했던 메서드에는 아래와 같은 의미가 숨겨져 있던 것이다.
DispatchQueue.main.sync {
print("print something")
}Global Queue와 Qos의 이해
- Default Setting: Concurrent
DispatchQueue.global().async {
}GlobalQueue에는 총 6가지의 Queue가 존재한다.
Global Queue의 다양한 서비스 품질(Quality of Service)
Queue의 우선순위
iOS가 알아서 우선 순위에 있는 Queue의 작업이 더 중요한임을 인지하고 thread에 우선순위를 매겨 더 여러개의 thread를 배치하고 배터리를 더 집중해서 사용하도록 한다.
Private(Custom) Queue
-
Default setting: Serial
-
Concurrent setting available
-
Qos setting available
-
OS가 QoS를 알아서 추론한다
let queue - DispatchQueue(label: "customName")
let queue1 = DispatchQueue(label: "customName2", attributes: .concurrent)Queue의 종류 정리
Operation에 대해
GCD와 Operation의 차이
- 복잡한 일(커뮤니케이션의 양)
- 데이터와 기능을 캡슐화한 객체
- 취소 / 순서지정 / 일시중지 (상태추적)
언제 Operation이 필요할까?
그렇기에 유저가 빠르게 스크롤을 할 때 이미 지나간 셀의 이미지를 실제로 표시할 필요가 있을까에 대한 고민:
빠르게 스크롤을 해서 이미 지나간 이미지에 대한 다운로드 하는 작업을 취소해야하지 않을까?
Operation과 Operation의 개념을 통해 이런 부분을 해소할 수 있다.
Operation
-
Class화 된 작업
-
단위(패키지) 작업, 클래스화한 작업
-
기존에는 메서드와 같은 것들을 GCD를 통해서 작업을 클로저 안에 넣어서 보냈는데 작업 자체가 class화 되어서 해당 인스턴스를 이용하는 것이 Operation이다.
-
기본적으로 동기적으로 설정 [Sync]
- 그냥 사용하면 똑같이 1번 thread에서 동기적으로 사용이 된다
-
인스턴스화해서 사용하고 → 작업 한번만 실행가능 (원하면 다시 객체를 생성해야 한다.)
-
-
단위적인 작업을 클래스화 해서 기능을 향상 시키는 것
- 취소
- 순서지정(의존성)
- 상태 체크(state machine)
- KVO notifications
- QoS 수준
- completionBlock 제공
- 작업을 끝마쳤을 때 어떤 것을 할 것인지 설정 가능
- 재사용성 용이
-
-
Operation의 메서드 및 변수
- start() 메서드
- 오퍼레이션큐에 안넣고, 독립적으로 동작 가능하지만 일반적으로는 오퍼레이션 큐 사용
- cancel 메서드
- 상태 체크 위한 Bool값 변수
- isReady
- isExecuting
- isCancelled
- isFinished
- start() 메서드
Operation의 LIfeCycle
이런 상태 체크가 필요한 이유: Operation Queue가 궁극적으로 순서를 지정하거나 작업을 취소하기 위해서 위와 같은 bool 변수를 내장하고 있다.
Operation이란 애플에서 만든 추상적인 클래스다. 이를 개발자가 사용하기 위해서는 Operation을 상속 받아서 사용해야 한다.
개발자는
- input 정의
- output 정의
- main()메서드 정의
해야 햔다.
class AnOperation: Operation {
var inputImage: UIImage?
var outputImage: UIImage?
override func main() {
// 정의해야 하는 메서드 내용
}
// 객체 생성 후 사용
let op = AnOperation
}Operation Queue
일반적으로 Operation을 담아서 사용하는 Operation Queue
-
몇 개의 thread를 사용할 것인지 구체적 설정 가능
- Default == 1 (defaultMaxConcurrentOperationCount = -1)
- maxConcurrentOperationCount = 1은 시리얼
- maxConcurrentOperationCount = 2는 두 개의 thread 사용
-
QoS 설정 가능
-
기본 설정은 .background
-
Queue.qualityOfService = 원하는 품질 설정
-
Operation 자체의 품질을 설정하면, Queue의 품질이 승격될 수 있다
-
기반이 되는 디스패치큐까지 설정이 가능하고 이는 가장 우선적으로 적용된다.
- Queue.underlyingQueue = 원하는 품질
-
-
Operation 추가 방법
-
클로저, operation, operation 배열 추가 가능(waitUntilFinished 아규먼트 존재)
(Operation을 Operation queue에 넣었을 때는 thread에 배치되었을 때 바로 isExecuting 상태가 된다.) start() 메서드 필요 없음
-
-
Operation이 한번 실행되거나, 취소되면 Operation Queue를 떠난다.
-
동기적으로 기다리는 메서드 존재 waitUntilAllOperationsAreFinished()
- Operation이 다 끝날 때 까지 기다려 주는 메서드
-
기능: 일시중지- 재개 가능
- isSuspended - true / false 직접 설정 가능
- True == 일시 중지
- false == 재개
- isSuspended = true 설정시 기존에 실행되던 Operation은 일단 계속 실행된다. 새로 추가된 Operation은 isSuspended = false될 때까지 스케줄링이 되지 않는다.
- isSuspended - true / false 직접 설정 가능
let operationQueue = OperationQueue()
operationQueue.addOperation(특정 Operation)
// 또는
operationQueue.addOperations([operation 배열], waitUntilFinished: true)
여러개의 operation을 전달하고 모든 operation이 끝날 때까지 기다린다.!! Operation을 Operation Queue에 넣는 순간 비동기적으로 작동하게 된다.
Block Operation
*block == closure
안에 block을 내장하고 있는 오퍼레이션
- 내부의 블락(클로저)들을 다른 쓰레드에서 일을 하도록 시킨다.
- Dispatch Group과 유사하게 동작 [기능이 더 많은 디스패치 그룹이라고 봐도 된다.]
- 각 블록은 디폴트 글로벌 큐에서 동시 동작하게 된다. Default == DispatchQueue.global()
- 일반적인 기본 설정은 동기적으로 작동하게 된다.
- Main thread를 블락하고 기다렸다가 해당 블록이 끝나면 다음 블록 실행
- 비동기적으로 활용 가능
주된 사용
Operation을 많이 사용하는 앱에서, GCD와 같이 더 단순한 클로저가 필요한 경우에 사용
let blockOperation = BlockOperation()blockOperation.addExecutionBlock {// 추가적으로 더할 수 있는 작업}let blockOperation = BlockOperation { result = 2 + 3}// 모든 block작업이 끝난 뒤 실행할 completion 정의blockOperationlcompletionBlock = { print("===모든 출력 완료!===")}[출처]:
