📝 SeSAC의 'JetPack과 Kotlin을 활용한 Android App 개발' 강좌를 정리한 글 입니다.

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📇 ANR 개요

Activity Not Response 의 약어. 액티비티에서 일어나는 에러 상황을 말한다.

❓ 언제 발생할까?

유저 이벤트에 액티비티가 5초 이내에 반응하지 못하는 경우 발생하는 에러

유저가 이벤트를 가하면 -> 이벤트가 이벤트 큐에 담기고 -> 시스템에서 이벤트 큐를 자동으로 감지 -> 이벤트 큐에서 이벤트 추출 후 업무 진행

❗ ANR 문제란 이벤트 큐에 이벤트가 담기는 순간부터 5초 이내에 해당 이벤트 처리가 진행되지 않으면 시스템에서 강제적으로 액티비티를 종료시키는 것을 말한다.

그냥 네트워킹 이 들어가는 코드는 무조건 ANR 문제를 고려해야만 하다고 외우자.

📌 해결 방법

Thread - Handler 로 해결

AsyncTask 로 해결

Coroutine 으로 해결

여러 가지 방법으로 해결 할 수 있다. 하지만 안드로이드 11버전으로 올라면서 앞의 두 개는 deprecated 됐다. 현재 Coroutine 으로 개발하는 것을 권장하고 있다.

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📚 Handler

onCreate 부터 실행시켜 화면을 출력 시키고 유저 이벤트를 처리하는 스레드를 메인 스레드 라고 한다. 또는 UI를 출력 한다 하여 UI 스레드라 부른다. ANR 문제를 해결하려면 메인 스레드와 별개로 업무 로직을 처리할 개발자 스레드가 필요하다. 그래서 시간이 오래 걸리는 작업들은 스레드를 따로 도출해서 처리해 주면 된다.

그런데 개발자 스레드로 프로그램을 짜면 ANR 문제는 피할 수 있지만 다른 문제가 발생할 수 있다.

액티비티 내에서 메인 스레드와 개발자 스레드가 동작하고 있다. 그 와중에 개발자 스레드가 화면 출력 요소인 View 에 접근을 하면 에러가 발생한다. 즉, 개발자 스레드 내에서 화면 출력 요소인 View 에 접근이 불가능하게 프로그램을 작성해야 한다. 메인 스레드에 의해서만 View 가 관리되어야만 한다.

그런데 어플리케이션 특성 상 화면 출력이 업무의 알파이자 오메가이다. 개발자 스레드에서 서버의 데이터를 끌어와도, 결국 그걸 화면에 띄워야 의미가 있다. 그럼 어떻게 해야 할까?

📌 Handler 를 사용한다. 만약 화면을 구성하는 View 를 이용해야 한다면, 직접 접근하지 말고 Handler 클래스 를 사용한다. 그리고 Handler 클래스는 메인 스레드에게 업무를 의뢰하는 것으로, 메인 스레드에 의해서만 View가 관리 되게끔 한다.

이것을 흔히 스레드-핸들러 구조 라고 한다. 멀티 스레드 환경으로 개발 시에 쓰레드 간의 역할 분담을 완벽히 분리하는 것으로, 화면을 관리하는 스레드와 업무로직을 수행하는 스레드를 나눈다.

📌 Handler 함수

Handler 로 main thread 에게 작업 의뢰

• sendMessage(Message msg) : 매개변수로 메인 스레드에게 전달하는 데이터를 담은 메시지 객체를 받는다.

• sendMessageAtFrontOfQueue(Message msg) : View 작업에 대한 의뢰가 반복적으로 발생한 경우 UI Thread에서 순차적으로 처리하는데 이번 의뢰를 가장 먼저 처리하라는 요청

• sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) : 의뢰를 지정된 시간에 수행

• sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis) : 지연시간 후에 수행 시켜 달라는 요청

• sendEmptyMessage(int what) : 데이터 전달 없이 의뢰하는 경우
  
  

📌 Message 프로퍼티

Message 객체는 main thread 에게 넘기는 데이터

• what : int 형 변수로 구분자. 개발자가 임의 숫자값으로 요청을 구분하기 위해서 사용.

• obj : UI Thread 에게 넘길 데이터. Object 타입의 변수.

• arg1, arg2 : UI Thread 에게 넘길 데이터. int 타입으로 간단한 숫자값은 arg1, arg2 변수에 담아 전달.

숫자값 넘기기 등의 간단한 작업 같은 경우에는 obj 가 아닌 arg1, arg2 를 사용하면 된다.

🧩 개발자 스레드 코드

var message = Message()			// 메시지 준비
message.what = 1				// 식별자
message.arg1 = count			// 넘기는 데이터
handler.sendMessage(message)	// 핸들러 객체의 메소드 콜

🧩 메인 스레드 코드

var handler: Handler = object : Handler() {		// Handler 클래스 상속
	override fun handleMessage(msg: Message) {	// handleMessage 함수 오버라이드
    	if (msg.what === 1) {
        	textView.setText(String.valueOf(msg.arg1)) 
		} else if (msg.what === 2) {
        	textView.text = msg.obj as String
		}
	}
}

• sendMessage 로 의뢰가 들어오면 메인 스레드에 의해서 handleMessage 가 자동 콜 된다.
  그리고 개발자 스레드에서 보낸 메시지 객체가 매개변수로 전달 된다.
  
  

🧩 실습 예제

유저 이벤트를 받아들이는 메인 스레드와 카운트 다운 로직을 수행하는 개발자 스레드로 분리 해보자.

• activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:background="#1a237e">

    <TextView
        android:id="@+id/main_textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="10"
        android:textSize="80dp"
        android:textStyle="bold"
        android:textColor="@android:color/white"
        android:layout_centerHorizontal="true"
        android:layout_centerVertical="true"/>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:orientation="horizontal"
        android:layout_marginTop="16dp">
        <ImageView
            android:id="@+id/main_startBtn"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:src="@drawable/ic_start"
            android:clickable="true"/>
        <ImageView
            android:id="@+id/main_pauseBtn"
            android:layout_width="0dp"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_weight="1"
            android:src="@drawable/ic_pause"
            android:clickable="true"/>
    </LinearLayout>
</RelativeLayout>

• MainActivity.kt

package com.kotdev99.android.c47

class MainActivity : AppCompatActivity() {

	private lateinit var startView: ImageView
	private lateinit var pauseView: ImageView
	private lateinit var textView: TextView

	// 스레드 제어 boolean
	private var loopFlag = true
	private var isFirst = true
	private var isRun = false

	override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
		super.onCreate(savedInstanceState)
		setContentView(R.layout.activity_main)

		startView = findViewById(R.id.main_startBtn)
		pauseView = findViewById(R.id.main_pauseBtn)
		textView = findViewById(R.id.main_textView)

		startView.setOnClickListener {
			if (isFirst) {
				isFirst = false
				isRun = true
				thread.start()
			} else {
				isRun = true
			}
		}
		pauseView.setOnClickListener {
			isRun = false
		}
	}

	var handler: Handler = object : Handler() {
		override fun handleMessage(msg: Message) {
			if (msg.what === 1) {
				textView.setText(String.valueOf(msg.arg1))
			} else if (msg.what === 2) {
				textView.text = msg.obj as String
			}
		}
	}

	var thread: Thread = object : Thread() {
		override fun run() {
			try {
				var count = 10
				while (loopFlag) {
					sleep(1000)
					if (isRun) {
						count--
						var message = Message()
						message.what = 1
						message.arg1 = count
						handler.sendMessage(message)
						if (count == 0) {
							message = Message()
							message.what = 2
							message.obj = "Finish!!"
							handler.sendMessage(message)
							loopFlag = false
						}
					}
				}
			} catch (e: Exception) {


			}
		}
	}
}

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📚 AsyncTask

ANR 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나. deprecation 되었지만 여전히 많이 사용되고 있다.

Thread - Handler 구조를 추상화하여 좀 더 쉽게 개발할 수 있게끔 만들었다.

AsyncTask 를 상속받아 작성한다.

class MyAsyncTask: AsyncTask<Void?, Int?, String>() {
	//..............
}

📌 AsyncTask 함수

doInBackground(Params... params)
Thread에 의해 처리될 내용을 담기 위한 함수. 반드시 오버리아드해야 한다.

onPreExecute()
AsyncTask의 작업을 시작하기 전에 호출. AsyncTask에서 가장 먼저 한 번 호출.

onPostExecute(Result result)
AsyncTask의 모든 작업이 완료된 후 가장 마지막에 한 번 호출. doInBackground 함수의 최종 값을 받기 위해 사용.

onProgressUpdate(Progress... values)
doInBackground에 의해 처리되는 중간중간 값을 받아 처리하기 위해서 호출. doInBackground에서 publishProgress 함수로 넘긴 값이 전달.

❗ 주의점

업무 처리 결과값의 데이터 타입을 제네릭으로 선언해야 한다. 그래서 AsyncTask를 상속받을 때 제네릭으로 3개의 타입을 지정해 줘야 한다.

class MyAsyncTask: AsyncTask<Void?, Int?, String>()

• 첫 번째 타입 : Background 작업을 위한 doInBackground 의 매개변수 타입과 동일. AsyncTask 에 의해 Background 작업을 의뢰할 때 넘길 데이터의 타입. 없으면 Void 로 지정.

• 두 번째 타입 : doInBackground 함수 수행에 의해 발생한 데이터를 publishProgress() 함수를 이용해 전달하는데, 이 때의 전달 데이터 타입. 데이터를 전달 받을 onProgressUpdate 함수의 매개변수의 타입과 동일하게 지정.

• 세 번째 타입 : onPostExecute 의 매개변수 타입과 동일하게 지정. doInBackground 함수의 리턴 타입이며 리턴된 데이터가 onPostExecute 함수의 매개변수로 전달됨.

즉 <doInBackground 의 매개변수 , onProgressUpdate 의 매개변수 , onPostExecute 의 매개변수>

🧩 실습 예제

• activity_main.xml

위 실습과 동일

• MainActivity.kt

package com.kotdev99.android.c48

class MainActivity : AppCompatActivity() {

	lateinit var startView: ImageView
	lateinit var pauseView: ImageView
	lateinit var textView: TextView

	var isFirst = true

	lateinit var asyncTask: MyAsyncTask

	override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
		super.onCreate(savedInstanceState)
		setContentView(R.layout.activity_main)

		startView = findViewById(R.id.main_startBtn)
		pauseView = findViewById(R.id.main_pauseBtn)
		textView = findViewById(R.id.main_textView)

		startView.setOnClickListener {
			if (isFirst) {
				asyncTask.isRun = true
				asyncTask.execute()     // execute 함수를 호출하는 순간 doInBackground 함수 실행
				isFirst = false
			} else {
				asyncTask.isRun = true
			}
		}

		pauseView.setOnClickListener {
			asyncTask.isRun = false
		}

		asyncTask = MyAsyncTask()
	}

	inner class MyAsyncTask : AsyncTask<Void?, Int?, String>() {
		var loopFlag = true
		var isRun = false

		override fun doInBackground(vararg p0: Void?): String {
			var count = 10
			while (loopFlag) {
				SystemClock.sleep(1000)
				if (isRun) {
					count--
					publishProgress(count)
					if (count == 0) {
						loopFlag = false
					}
				}
			}
			return "Finish!!"
		}

		// 이 함수는 메인 스레드에 의해서 호출됨. 즉, 뷰 객체를 이용할 수 있음.
		// doInBackground 함수에서 publishProgress 가 콜 되었을 때 호출 된다.
		override fun onProgressUpdate(vararg values: Int?) {
			super.onProgressUpdate(*values)
			textView.setText(values[0].toString())
		}

		// doInBackground 함수가 최종 종료된 순간에 마지막 리턴 값을 받아서 호출 된다.
		override fun onPostExecute(result: String?) {
			super.onPostExecute(result)
			textView.setText(result)
		}
	}
}

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📚 Coroutine

코루틴의 경우 독자 강의 코스가 만들어질 정도로 빡세다. 여기서는 ANR 문제를 해결하는 정도로만 다룬다.

흔히 Non-Blocking lightweight thread 라고 부른다.

구글 공식 문서에 적혀있는 장점은 아래와 같다.

• 경량이다.

• 메모리 누수가 적다.

• 취소 등 다양한 기법을 지원하다.

• 많은 JetPack 라이브러리에 적용되어 있다.

스레드는 아니지만 스레드와 동일하게 메인 스레드와는 별개로 작업 수행이 가능하다.

사용하려면 의존성을 추가해야 한다.

implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-android:1.3.9")

📌 Scope

코루틴 작업을 하기 위해서는 우선 스코프 라는 게 필요하다.

• 스코프 : 코루틴이 실행되는 영역

• CoroutineScope 의 구현 클래스

• GlobalScope, ActorScope, ProducerScope 등 제공

val backgroundScope = CoroutineScope(Dispatchers.Default + Job())

📌 Dispatcher

코루틴을 구동시킬 때 이 코루틴을 어떤 스레드가 맡을 것인가를 지정

• Dispatchers.Main : 액티비티의 메인 스레드에서 동작하는 코루틴을 만들기 위한 디스패처. 뷰 객체를 사용할 수 있는 유일한 디스패처. UI 관련 작업은 무조건 이곳에서 처리 되어야만 한다.

• Dispatchers.IO : 파일에 읽기 혹은 쓰기 또는 네트워크 작업 등에 최적화된 디스패처

• Dispatchers.Default : CPU를 많이 사용하는 작업을 백그라운드에서 실행할 목적의 디스패처

Scope 에 Dispatcher 를 지정해서 코루틴을 구동시키면, 코루틴 이 Dispatcher 에 의해서 실행이 된다.

📌 Coroutine 실행

Coroutine 은 launch, async 등의 함수에 의해 실행

launch, async 는 Coroutine Builder 라고 부른다.

backgroundScope.launch {
	//.........
}

🧩 실습 예제

CLICK 버튼을 누르면 시간이 오래 걸리는 연산 작업을 수행.

그 와중에 EditText에 유저 이벤트가 발생하면 ANR 문제가 발생한다. 이것을 코루틴으로 해결 해보자.

• activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:gravity="center"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity">

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="click" />

    <TextView
        android:id="@+id/resultView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:textSize="20dp"
        android:textStyle="bold" />

    <EditText
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content" />

</LinearLayout>

• MainActivity.kt

package com.kotdev99.android.c49

class MainActivity : AppCompatActivity() {

	// 굉장히 큰 연산 작업을 수행 하는 코루틴
	val backgroundScope = CoroutineScope(Dispatchers.Default + Job())

	lateinit var button: Button
	lateinit var resultView: TextView

	override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
		super.onCreate(savedInstanceState)
		setContentView(R.layout.activity_main)

		button = findViewById(R.id.button)
		resultView = findViewById(R.id.resultView)

		button.setOnClickListener {
			backgroundScope.launch {
				var sum = 0L
				var time = measureTimeMillis {
					for (i in 1..2_000_000_000) {
						sum += i
					}
				}
				// Dispatchers.Main 에게 결과 값을 화면에 찍어 달라고 의뢰
				withContext(Dispatchers.Main) {
					resultView.text = "sum : $sum"
				}
			}
		}
	}
}

📲 결과