Future
1. 동기적 실행
기존에 함수를 실행해 결과를 받아오는 방법은 보통 '동기적'으로 결과를 가져온다고 표현하는데 아래의 간단한 예제를 보자.
int64 Calculate() {
int64 sum = 0;
for (int32 i = 0; i < 100'000; i++)
sum += i;
return sum;
}
int main() {
int64 sum = Calculate();
cout << sum << endl;
return 0;
}위 코드의 결과는 간단한데 그저 sum에 Calculate의 결과가 입력되어 그 값을 출력하는 것이전부인 코드다. 하지만, Calculate를 실행하는 사이에 다른 작업을 수행하도록 하고 싶다면? 이를 할 수 있는 방법중 하나로 쓰레드를 사용하는 방법이 있는데 쓰레드를 사용하는 간단한 방법은 아래코드와 같다.
int64 Calculate() {
int64 sum = 0;
for (int32 i = 0; i < 100'000; i++)
sum += i;
return sum;
}
int main() {
thread t(Calculate);
// TODO
// 1. 공유데이터를 만들기에는 관리적인 측면에서 문제가 발생할수도
// 2. 단순한 일만 시킬것인데 하나의 쓰레드를 생성하는 것은 무거운 작업일 수도
t.join();
return 0;
}쓰레드를 사용하면 join전까지 별도의 작업을 수행할 수 있지만, 쓰레드를 위한 공유 데이터나 쓰레드를 생성, 소멸하는데에 드는 비용이 비효율적일 수도 있다.
2. Future
문자 그대로 미래객체 특정 연산이 완료될 때까지 기다릴 필요 없이 다른 작업을 계속할 수 있게 해준다. 즉, 비동기작업을 수행할 수 있는 방법 중 하나로 future를 사용할 수 있다.
아래 예제는 future를 이용해 기존의 Calculate의 값을 가져오는 코드이다.
int64 Calculate() {
int64 sum = 0;
for (int32 i = 0; i < 100'000; i++)
sum += i;
return sum;
}
int main() {
{
std::future<int64> future = std::async(std::launch::async, Calculate);
// 중간에 작업 가능
// 실제 값을 가져옴
int64 sum = future.get();
}
return 0;
}위의 코드는 async를 이용해 Calculate를 비동기적으로 실행하고, 그 결과를 future 객체로 받는 예제이다. get()를 이용해 실제 결과가 나올 때까지 기다리고 받아오는 구조를 가지고 있는데 async의 매개변수로는 launch를 받는데 종류로는 2가지가 있다.
- deferred: 지연해서 실행, 실제 함수 실행은 get()을 호출할 때 실행된다.
- async: 별도의 쓰레드를 만들어서 실행, future를 얻을 때 다른 쓰레드에서 함수가 실행되고 값은 이후에 get()을 통해 받는다.
future는 결국 단순하게 하나의 함수만 잠시 비동기로 실행하고 싶을 때 사용하면 유용하다. future를 사용하는 방법은 크게 3가지가 있다.
- get(): 비동기 작업의 결과를 얻는다.
- wait(): 비동기 작업이 완료될 때까지 기다린다.
- wait_for(ms): 지정된 시간동안 작업이 완료되기를 기다린다. 반환형은
future_status로future의 상태를 의미한다.
get을 한번 호출하면 기존의 future 객체는 empty가 된다. 즉, get을 여러번 호출하면 에러가 발생하게 된다.
3. Future를 얻는 방법
future 객체를 얻는 방법에는 3가지가 존재한다.
- async
위의 예제에서 사용한 방법으로 복잡한 쓰레드의 관리 없이 비동기 작업을 할 수 있는 가장 간단한 방법이다.
int main() {
{
std::future<int64> future = std::async(std::launch::async, Calculate);
// 중간에 작업 가능
// 실제 값을 가져옴
int64 sum = future.get();
}
return 0;
}- promise
promise를 사용하는 방법은 get_future()를 이용해 promise-future쌍을 맞춰 다른 쓰레드에게 promise를 넘겨주고 future를 통해 값을 받아오는 방식으로 사용할 수 있다.
void PromiseWorker(std::promise<string>&& promise) {
promise.set_value("Secret Message");
}
int main() {
{
std::promise<string> promise;
std::future<string> future = promise.get_future();
thread t(PromiseWorker, std::move(promise));
string message = future.get();
cout << message << endl;
t.join();
}
return 0;
}promise를 넘겨주는 방식으로 사용하기 때문에 PromiseWorkder의 매개변수로는 r-value promise로 설정하였다.
- packaged_task
packaged_task를 사용하는 방법은 호출 가능한 객체(함수, 객체)에 대한 task를 이용하고 결과를 future를 통해 값을 받아오는 방식으로 사용한다.
void TaskWorker(std::packaged_task<int64(void)>&& task) {
task();
}
int main() {
{
std::packaged_task<int64(void)> task(Calculate);
std::future<int64> future = task.get_future();
std::thread t(TaskWorker, std::move(task));
int64 sum = future.get();
cout << sum << endl;
}
return 0;
}위 3가지 방식을 정리한다면 다음과 같이 정리할 수 있다.
1) async: 원하는 함수를 비동기적으로 실행
2) promise: 결과물을 promise를 통해 future로 받아줌
3) packaged_task: 원하는 함수의 결과를 packaged_task를 통해 future로 받아줌
