Blocking, Non-blocking vs Synchronous, Asynchronous

.·2022년 7월 13일
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Computer Science

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구분 방법

  1. 프로세스의 유휴 상태 → Blocking vs Non-blocking
  2. 프로세스의 수행 순서 보장 → Sync vs Async

키워드

제어권

  • 본인(함수)의 코드를 실행할 권리
  • 제어권을 가진 권을가진함수는 자신의 코드를 끝까지 실행한 후 자신을 호출한 함수에게 돌려준다.
  • Blocking, Non-blocking 구분 방식

결과값을 기다리느냐

  • A 함수에서 B 함수를 호출할 때 A 함수가 B 함수의 결과값을 기다리느냐의 여부
  • Sync, Async 구분 방식

Blocking vs Non-blocking

  • 처리되어야 하는 작업이 전체 작업 흐름을 막느냐
  • 제어권이 누구한테 있느냐

Blocking

자신의 작업을 진행하다가 다른 주체의 작업이 시작되면 다른 작업이 끝날 때까지 기다렸다가 자신의 작업을 다시 시작하는 것

  1. A 함수가 B 함수를 호출하면서 B에게 제어권을 넘긴다.
  2. B가 함수를 실행하는 동안 A는 B에게 제어권을 넘겨주었기 때문에 함수 실행을 잠시 멈춘다.
  3. B함수는 실이 끝나면 자신을 호출한 A에게 제어권을 돌려준다.

Non-blocking

다른 주체의 작업에 관련없이 자신의 작업을 하는 것

  1. A 함수가 B 함수를 호출하면서 실행만 시키고 제어권은 A가 그대로 가지고 있는다.
  2. A 함수는 제어권을 계속 가지고 있기 때문에 자신의 코드를 계속 실행한다.

Synchronous vs Asynchronous

  • 처리해야 할 작업들을 어떠한 흐름인가
  • 호출되는 함수의 작업 완료 여부를 신경쓰냐
  • 함수 실행/리턴 순차적인 흐름을 따르느냐

Synchronous 동기

작업을 동시에 수행하거나, 동시에 끝나거나, 끝나는 동시에 시작한다.

동기 방식은 작업의 순차적인 흐름만 지켜진다면 블로킹이든 논블로킹이든 상관 없다.

  • 함수 A가 함수 B를 호출한 뒤
    • A가 B의 작업 완료 후 리턴을 기다리거나
    • 바로 리턴 받더라도 미완료 상태이면 작업 완료 여부를 스스로 계속 확인하고 신경쓰는 것

Asynchronous 비동기

시작, 종료가 일치하지 않고, 끝나는 동시에 시작하지 않아도 된다.

  • 함수 A가 함수 B를 호출할 때 콜백 함수를 함께 전달한다.
    • B 작업이 완료되면 콜백 함수를 실행한다.
  • A는 B를 호출한 후 B의 작업 완료 여부를 신경쓰지 않는다.

조합

Sync + Blocking

  1. 동기: 함수 A는 함수 B의 리턴값이 필요하다.
  2. 블로킹: 제어권을 함수 B에게 넘겨주고, B가 실행 완료 후 리턴값과 제어권을 돌려줄 때까지 A는 계속 확인하고 기다린다.

예제

  • C나 Java 코드 실행 후 Command에서 입력 받기
    • 제어권이 시스템에서 사용자로 넘어가고 사용자가 입력할((리턴값을 받을) 때까지 기다린다.
  • 현실
    선배: 이것 좀 부탁해요~
    나: 네 바로 끝나니까 기다려주세요
    선배: (아무것도 안 하고 기다림, 언제 끝나는지 궁금)
    나: (타닥타닥..)
    선배: (지켜보는 중)
    선배: 오 끝났네요!

Sync + Non-blocking

  1. 논블로킹: 함수 A는 함수 B에게 제어권을 주지 않고 자신의 코드를 계속 실행한다.
  2. 동기: A는 B의 리턴값이 필요하기 때문에 중간에 B에게 함수 실행을 완료했는지 확인한다.

예제

  • 게임에서 데이터 로드율 표시
    • 맵 이동시 맵 데이터를 계속 물어본다.
    • 제어권은 나에게 있기 때문에 화면에 로드율이 표시된다.
  • 현실
    선배: 이것 좀 부탁해요~
    나: 넵 (타닥타닥..)
    선배: (할거 하다가) 다 하셨나요?
    나: 잠시만요
    선배: (할거 하다가) 다 하셨나요?
    나: 네 여기요~

Async + Blocking

잘 쓰이지 않는다.

  1. 비동기: 함수 A는 함수 B의 리턴값을 신경쓰지 않고 콜백함수를 보낸다.
  2. 블로킹: B 함수 작업에 관심없음에도 불구하고 A는 B에게 제어권을 넘긴다.

A는 자신과 관련없는 B 의 작업이 끝날 때까지 기다려야 한다.

예제

  • Sync + Blocking과 성능 차이가 비슷하기 때문에 사용하는 경우가 거의 없다.
  • 실수로 발생하는 경우
    • Node.js + MySQL 조합
    • Node.js에서 비동기적으로 DB 작업 수행해도 블로킹 방식으로 작동하는 MySQL 드라이버를 거치게 된다.

Async + Non-bloking

  1. 논블로킹: A는 제어권을 B에게 주지 않고 자신의 코드를 계속 실행한다.
  2. 비동기: 함수 B를 호출할 때 콜백함수를 함께 준다. B는 자신의 작업이 끝나면 받은 콜백 함수를 실행한다.

특징

  • 여러 개의 작업을 동시에 처리할 수 있으므로 효율적이다.
  • 너무 복잡하게 얽힌 비동기 처리 때문에 개발자가 어플리케이션의 흐름을 읽기 어려워질 수도 있다.
    • JavaScript에서 Promiseasync, await와 같은 문법을 사용하는 것도 비동기 처리의 흐름을 더 명확하게 인지하고자 하는 노력이다.

예제

  • AJAX 요청, JS 비동기 콜백
    • 프론에서 서버로 api 요청을 보내고, 응답을 기다리지 않고 바로 자신의 다음 일을 계속 실행한다.
  • 현실
    선배: 이것 좀 부탁해요~
    나: 넵 (타닥타닥..)
    선배: (할 일 하는 중)
    나: 끝났어요 여기요!

코드

function employee (maxDollCount = 1, callback) {
  let dollCount = 0;
  const interval = setInterval(() => {
    if (dollCount > maxDollCount) {
      callback();
      clearInterval(interval);
    }
    dollCount++;
    console.log(`직원: 인형 눈알 붙히기 ${dollCount}번 수행`);
  }, 10);
}
 
function boss () {
  console.log('사장: 출근');
  employee(100, () => console.log('직원: 눈알 결산 보고'));
  console.log('사장: 퇴근');
}
 
boss();
사장: 출근
사장: 퇴근
직원: 인형 눈알 붙히기 1번 수행
직원: 인형 눈알 붙히기 2번 수행
...
직원: 인형 눈알 붙히기 100번 수행
직원: 눈알 결산 보고

  • boss는 employee의 작업이 언제 끝나는지 관심 없다.
  • 작업 완료 신호는 callback 함수로 넘겨진 눈알 결산 보고 작업이 대신 받아서 처리하고 있다.

출처

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