⚙️ 안드로이드 메인스레드

sery270·2021년 4월 9일

Android

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안녕하세요 :) 오늘은 메인스레드, main() 함수라는 것이 무엇인지 살펴보고, 안드로이드 환경에선 이 개념이 어떻게 적용되는지 알아보려합니다. 안드로이드 메인스레드의 역할, 생성, 특징에 대해 알아볼 것입니다. 또한 UI 작업에 대한 단일스레드 모델과 관련하여, ANR에 대해서 알아보려합니다. 오늘도 화이팅 입니다 ! 🌿

1️⃣ 메인스레드의 역할과 특징에 대해 알아보자

일반적인 메인스레드

프로세스 실행 중의 필요에 따라 스레드가 생성 및 실행됩니다.
스레드는 기존에 이미 실행되어있는 다른 스레드에 의해 생성 및 실행됩니다.
이때 최초의 스레드를 메인스레드라고 부릅니다. 이 스레드가 생성되고 시작되는 곳을 main() 함수라고 부릅니다.
즉, 프로세스가 시작되어, 프로세스의 시작점인 main() 함수에서, 실행되는 최초의 스레드가 메인스레드가 되는 것입니다.

안드로이드의 메인스레드

앱에 포함된 액티비티 중 하나를 런처로 지정함으로써, 앱의 시작점, 즉 앱 프로세스의 시작점을 지정해줄 수 있습니다.
- 여러분들이 AndroidManifest.xml에 작성하셨던 가 바로 런처를 지정하는 부분이 됩니다.
이렇게 앱 프로세스의 시작점을 지정하는 것까진 알겠는데, 안드로이드 개발을 하면서 직접 main() 함수를 적어본적이 없을텐데요. 안드로이드 앱의 main()는 안드로이드 프레임워크에 존재하기 때문입니다.
- 기본적으로 저희가 개발하는 안드로이드 앱은 안드로이드 프레임워크 위에서 동작합니다.
- 즉 main()는 저희가 작성하는 코드 범위가 아니라, 안드로이드 프레임워크에 위치합니다. 더 정확히는 android.app.ActivityThread 클래스에 위치한 main()함수가 실행되며 앱 프로세스가 시작되는 것입니다. 이 main()함수 안에서 메인 스레드가 준비되고 실행됩니다. 메인스레드가 실행되고나선 앞서 런처로 지정한 액티비티를 실행(UI 작업)하게 됩니다.
안드로이드의 메인스레드는 컴포넌트 생명주기 메서드와 그 안의 메서드 호출을 기본적으로 담당하고 있습니다.
따라서 안드로이드의 메인스레드의 주요 업무 중엔 UI 작업도 포함 됩니다. 여기서 큰 특징으로, 안드로이드 메인스레드가 UI 작업을 할땐, 단일스레드 모델이 적용된다는 점입니다.

2️⃣ 안드로이드 메인스레드의 UI 작업은 왜 단일스레드 모델을 사용할까 ?

한마디로 정리하면, UI 작업에 있어 경합 상태, 교착 상태를 방지하고자, 메인스레드엔 단일 스레드 모델이 적용됩니다.
- 하나의 위젯에 멀티 스레드를 사용한다고 하면, 앞서 언급한, 동일 자원에 대한 교착 상태, 경합 상태등의 문제가 발생될 수 있습닌다.
  
  단일 스레드 모델은 자원 접근에 대한 동기화를 신경쓰지 않아도 되고, 작업전환(context switching) 비용을 요구하지 않으므로, 경합 상태와 교착 상태를 방지할 수 있다.
- 또 만약 하나의 액티비티에 N개의 위젯이 있고, 각 위젯에 대한 작업을 위해 N개의 멀티 스레드를 사용한다고 가정하면, 각 위젯이 그려지거나 업데이트되는 순서를 보장할 수 없게 됩니다.
안드로이드에서의 단일 스레드 모델이란 안드로이드 화면을 구성하는 뷰나 뷰그룹을 하나의 스레드에서만 담당하는 원칙을 말합니다. 단일 스레드 모델은 아래 두 가지 규칙을 갖습니다.

첫째, 메인 스레드(UI 스레드)를 블럭하지 말 것

둘째, 안드로이드 UI 툴킷은 오직 메인 스레드(UI 스레드)에서만 접근할 수 있도록 할 것
따라서, UI 작업은 단일스레드 환경에서만 이뤄져야하며, 이 UI 작업을 맡고 있는 메인스레드가 UI 작업을 할 땐, 단일스레드 원칙에 맞게 동작해야하는 것입니다.
- 즉, UI 작업은 메인스레드에서만 이뤄져야합니다. 메인스레드가 UI작업을 할 수 있는 유일한 스레드인것 입니다.
- 이것이 메인스레드를 UI 스레드라고도 부르는 이유입니다.
  - UI 스레드라는 말이 메인스레드가 UI 작업한다는 의미는 아닌것을 상기해주세요.

UI 스레드와 Looper

사용자 입력이 필수인 프로그램에서는, 연속적으로 사용자 입력을 받고, UI 이벤트를 처리하기 위해 루프(Loop)가 실행되어야 합니다.
무작정 for나 while문을 사용하여 무한 루프를 사용하게 되면, 불필요한 대기시간이 발생해, 이 동안 자원을 활용하지 못하고, 이는 시스템 낭비로 이어지게 됩니다.
- 따라서, UI 프레임워크는 Message Queue를 사용하여 루프(Loop) 코드를 작성하도록 가이드합니다. 여기서 Looper가 Message Queue와 함께 동작하게 됩니다.
  - 이렇게 Message Queue를 활용함으로써, 특정 UI 자원에 대한 경합 상태도 예방할수도 있게 됩니다.
  - 이 Looper의 개념은 GUI가 태동될때 출현했다고 합니다.