[Android] 비동기 처리

ByWindow·2022년 6월 25일

android asynchronous coroutine kotlin synchronous 동기 비동기

Android

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동기 vs 비동기

동기(Synchronous)

사전 그대로 번역하면 '동시성의' 라는 의미이다. 즉, 요청과 결과가 동시에 일어나는 작업을 동기라고 한다. 동기적으로 작성된 프로그램은 수행하는 작업이 완료될 때까지 다른 작업을 하지 않고 기다린다.

비동기(Asynchronous)

동기와 반대로, 동시에 일어나지 않는 것을 의미한다. 그러므로 비동기적으로 작성된 프로그램은 수행하는 작업의 완료와 상관없이 계속해서 다른 작업도 수행할 수 있다.
Android는 UI thread라고 불리는 메인쓰레드가 UI 작업을 관리하고 처리한다. UI thread는 사용자의 앱 사용성에 직결된 요소이기 때문에 항상 막힘없이 처리되어야 하는데, 만약 이 메인쓰레드에서 네트워크나 DB로부터 자료를 받아오는 작업을 수행한다면 어플리케이션은 ANR(Application Not Responding) 상태가 될 것이다. 따라서 비동기라는 개념이 중요하며, 여러 작업들을 각각의 쓰레드에 나눠서 block 없이 수행할 수 있도록 설계해야 한다.

안드로이드에서 비동기 처리를 위한 방법

Android에서 이런 비동기 처리를 해주기 위해 RxJava, RxKotlin, Coroutine 같은 방법이 존재한다. 이 포스팅에서는 모두 살펴보기 보다는 Coroutine 하나만 공부해보자.

Coroutine

💡 코루틴(Coroutine)은 구글에서 공식적으로 AsyncTask를 deprecated 선언한 후 대체 기술로 사용할 것을 추천하고 있다.

코루틴은 비동기적으로 실행되는 코드를 간소화하기 위해 Android에서 사용할 수 있는 동시 실행 설계 패턴이다. 코루틴은 Kotlin만의 기능이 아니다. 이미 많은 언어들(C#, Python, Go, JavaScript 등)에서 지원하고 있던 개념이다.
Wikipedia에서는 코루틴을 다음과 같이 정의하고 있다.

코루틴은 실행과 재개를 허용함으로써 비선점형 멀티태스킹을 위한 서브루틴을 일반화한 컴퓨터 프로그램의 구성 요소이다.

즉, 코루틴은 싱글 쓰레드로 동시성을 제공하고 선점형 멀티테스킹 방식인 쓰레드보다 비용이 적은 멀티테스킹 방식이다.

Coroutine의 기능

경량

코루틴은 Suspend를 지원하는데, 여러개의 코루틴은 실행한다고 했을 때 코루틴1을 실행하던 중에 Context Switching으로 쓰레드를 바꾸며 코루틴2를 실행하는 것이 아니라 기존 쓰레드 위에서 코루틴1을 정지시키고 코루틴2를 실행한다. 이렇게 하면 단일 쓰레드에서 많은 작업을 수행할 수 있고 메모리 비용 측면에서 이득이다.

메모리 누수 감소

코루틴은 structured concurrency이론을 따르는데, 새로운 코루틴은 코루틴의 수명을 제한하는 특정 CoroutineScope에서만 실행할 수 있다.

작업 취소 지원

sunflower 코드를 보면

private fun search(query: String) {
    // Make sure we cancel the previous job before creating a new one
    searchJob?.cancel()
    searchJob = lifecycleScope.launch {
        viewModel.searchPictures(query).collectLatest {
            adapter.submitData(it)
        }
    }
}

다음과 같이, 코루틴에서 제공하는 클래스형의 객체인 searchJob을 launch하기 전에 cancel 작업을 수행한다. 코루틴에서는 이런 함수를 기본으로 제공해주고 있다.

Jetpack 통합

많은 Jetpack 라이브러리에 코루틴은 지원하는 확장프로그램을 포함하고 있다.
특히, Lifecycle KTX, viewModel KTX, workManager KTX 에서 CoroutineScope를 지원해준다.

Coroutine 사용

coroutine scope

모든 코루틴은 이 scope 안에서 실행되어야 한다. 그래야 액티비티나 프래그먼트의 생명주기에 따라 소멸될 때 관련 코루틴을 한번에 취소할 수 있고, 이것은 메모리 누수를 방지한다. scope는 내장된 범위를 사용하거나 필요에 따라 커스텀도 가능하다.
기본적으로 내장된 scope는 아래의 4가지이다.

GlobalScope : 앱의 생명주기와 함께 동작해서 실행 도중에 별로도 생명주기를 관리해 줄 필요가 없다. 시작부터 종료까지 장기간 실행되는 코루틴 작업에 적합하다.
CoroutineScope : 서버로부터 파일이나 이미지를 받는 등 필요에 따라 열거나 닫아주는 작업에 적합하다.
ViewModelScope : Jetpack 아키텍처의 viewModel 컴포넌트를 사용시 ViewModel 인스턴스에서 사용하기 위해 제공되는 scope이다. viewModelScope로 실행되는 코루틴은 ViewModel 인스턴스가 소멸될 때 자동으로 취소된다.
LifecycleScope : LifecycleScope는 각 Lifecycle 객체에서 정의되고, 이 범위에서 정의된 코루틴은 Lifecycle이 끝날 때 취소된다.

사용예시

그럼 이 코루틴을 어떻게 사용하는지 예시코드를 살펴보자.

fun addPlantToGarden() {
    viewModelScope.launch {
        gardenPlantingRepository.createGardenPlanting(plantId)
        _showSnackbar.value = true
    }
}

sunflower 코드 중 일부이며, ViewModel() 클래스를 overload하는 PlantDetailViewModel 클래스 안에 정의된 멤버함수이다. viewModelScope를 launch 주기함수를 통해 사용하고 있고, 다른 스코프와는 다르게 별도로 cancel()은 호출하지 않고 사용한다.

다른 예시도 보자.

private fun search(query: String) {
    // Make sure we cancel the previous job before creating a new one
    searchJob?.cancel()
    searchJob = lifecycleScope.launch {
        viewModel.searchPictures(query).collectLatest {
            adapter.submitData(it)
        }
    }
}