Swift Concurrency 9편 Data Race 2부 - Actor reentrancy

김재형·2024년 7월 3일

Swift Concurrency isolated

들어가기에 앞서

SwiftConcurrency 1편 부터 이어지는 내용입니다. 꼭 1편부터 보고 와주시길 바랍니다.

Reentrancy

Reentrancy 란 동일한 함수가 이미 호출중 일경우 다시 호출될수 있는 것을 말합니다.

Actor reentrancy

즉 다시말해 Actor reentrancy 는 actor 의 메서드가 다른 작업을 수행할때 (중일때)
다시 호출될수 있음을 말하죠.

import Foundation

actor MyActor {
    private var value = 0
    
    func increment() {
        value += 1
        print("Incremented value to \(value)")
    }
    
    func performAsyncWork() async {
        print("엑터 시작")
        await Task.sleep(for: .seconds(1))  // 1초 대기
        print("엑터 끝")
    }
    
    func performWork() async {
        print("performWork 시작")
        await performAsyncWork()
        print("performWork 끝")
    }
}

let myActor = MyActor()

Task {
    await myActor.performWork()
}

Task {
    await myActor.increment()
}

하지만 만약 저장소와 원격 저장소를 동기화 하는 경우일 떄는 어떨까요?

import Foundation

actor UserStore {
    private var store: [String: String] = [:] // 내부 저장소: 아이디 -> 이름
    
    // 원격 저장소에서 데이터를 가져오는 메서드 (모의 구현)
    private func fetchFromRemoteStore(id: String) async -> String {
        // 원격 서버와 통신하는 시간이 걸림을 모의
		await Task.sleep(for: .seconds(1)) // 1초 대기
        return "RemoteUserName" // 
    }
    
    // 동기화 메서드
    func remoteSynchronize(id: String) async -> String {
        if let name = store[id] {
            return name
        }
        
        // 원격 저장소에서 사용자 정보를 가져와 동기화
        let remoteName = await fetchFromRemoteStore(id: id)
        store[id] = remoteName
        return remoteName
    }
}

A 쓰레드가 B 쓰레드와 동일한 아이디로 remoteSynchronize 를 호출하게 됩니다.
A가 내부 저장소를 확인후 -> 해당 아이디의 정보가 없음을 확인하겠지요
A가 원격 저장소에서 데이터를 가져오는 동안에 await 키워드를 만나 값이 오기까지 대기합니다.
B가 실행되어 동일한 아이디로 내부 저장소를 확인하고 -> 데이터가 없음을 확인합니다.
B도 원격 저장소에서 데이터를 가져오려고 시도합니다 즉 await 키워드를 만나 값이 오기까지 대기합니다.
A가 원격 저장소에서 데이터를 받아와 내부 저장소에 저장합니다.
B도 마찬가지로 내부 저장소에 저장하겠죠.

문제점이 무엇일까요?

동일한 요청이 발생하는구나!
이는 즉 중간에 바뀐 정보가 있다고 하면 다른 결과값을 받아오게 되겠어요!
이 상황을 Actor reentrancy 라고 합니다.

Actor isolation

actor가 멀티스레드 환경에서 데이터 경쟁을 방지하기 위한 개념으로,
actor 내의 가변 상태는 외부에서 직접 접근할 수 없으며,
모든 접근은 actor 인스턴스 메서드를 통해 이루어지게 해요!
이는 actor가 내부적으로 serial queue(직렬화 큐)를 사용하여 동작하기 때문에,
동시성 문제를 해결할 수 있어요!

접근 하는 법은?

self를 통한 접근 방법 (내부)

actor 상태에 접근 하려면 self 키워드를 통해 접근이 가능해요!
클래스 혹은 구조체 self 와 매우 유사하죠.

actor MyActor {
    private var count: Int = 0
    
    func increment() {
        self.count += 1
    }
    
    func getCount() -> Int {
        return self.count
    }
}

cross-actor refrence ( 교차 Actor 참조 )

만약 Actor 외부에서 actor 의 상태나 메서드에 접근 해야 한다면,
비동기 메서드를 호출하여 접근해야 합니다. await 키워드 함께요!

/*
 func increment() async {
        self.count += 1
    }
*/

let myActor = MyActor()

Task {
    await myActor.increment()
    let currentCount = await myActor.getCount()
    print("Current count: \(currentCount)")
}

isolated

isolated 키워드는 특정 메서드가 actor의 격리된 상태 에서 호출됨을 명시하는 키워드 에요!
즉 안전하게 actor의 상태에 접근할 수 있게 됩니다.
주로 actor의 메서드 매개변수로 사용되어, 해당 메서드가 특정
actor 인스턴스의 격리된 상태에서 호출된다는 것을 명시합니다
즉, 안전성을 높이고, 동시성 문제를 관리할 수 있게 되죠!

actor MyActor {
    private var count: Int = 0
    
    func increment() {
        self.count += 1
    }
    
    func getCount() -> Int {
        return self.count
    }
    
    // `isolated` 키워드를 사용한 메서드
    func resetCount(isolatedTo actor: isolated MyActor) {
        actor.count = 0
    }
     // `isolated` 키워드를 사용하지 않은 메서드
    func resetCount(actor: MyActor) {
        actor.count = 0 // 오류: 'count'에 접근할 수 없습니다.
    }
}

let myActor = MyActor()

Task {
    await myActor.increment()
    let currentCount = await myActor.getCount()
    print("Current count: \(currentCount)")
    
    // `isolated` 키워드를 사용한 메서드 호출
    await myActor.resetCount(isolatedTo: myActor)
    let resetCount = await myActor.getCount()
    print("Count after reset: \(resetCount)")
}