내일배움캠프 42일차

1. Swift 동시성 프로그래밍 개요

1. 동시성 필요성
   • 네트워크 요청, 파일 I/O, 복잡한 계산처럼 메인 스레드를 막는 작업을 백그라운드에서 수행
   • UI 반응성을 유지하면서 여러 작업을 병렬 또는 병행 처리
2. 동시성 vs 병렬성
   • 동시성(Concurrency): 여러 작업이 겉보기상 동시에 진행
   • 병렬성(Parallelism): 실제로 여러 CPU 코어에서 동시에 실행

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2. Grand Central Dispatch (GCD)

2.1 주요 개념

• DispatchQueue
  • serial 큐: 한 번에 하나의 작업만 실행
  • concurrent 큐: 가능한 만큼 여러 작업을 동시에 실행
• 동기(sync) vs 비동기(async)
  • sync: 호출한 스레드가 작업 완료를 기다림
  • async: 즉시 반환하고 큐에 작업을 등록만 함
• QoS(Quality of Service)
  • .userInteractive, .userInitiated, .utility, .background 등 우선순위 지정
• DispatchGroup, DispatchSemaphore, DispatchBarrier
  • 그룹화, 동기화, 배리어(장벽) 처리 등에 사용

2.2 사용 예시

// 1) serial 큐에서 비동기 작업
let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serial")
serialQueue.async {
    print("Serial 작업 1")
}
serialQueue.async {
    print("Serial 작업 2")
}

// 2) concurrent 큐에서 동기 작업
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrent", attributes: .concurrent)
concurrentQueue.sync {
    print("Concurrent sync 작업")
}

// 3) 글로벌 큐와 메인 큐
DispatchQueue.global(qos: .utility).async {
    // 백그라운드에서 무거운 작업
    let result = heavyCalculation()
    DispatchQueue.main.async {
        // UI 업데이트
        self.label.text = "\(result)"
    }
}

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3. OperationQueue vs DispatchQueue

구분	DispatchQueue	OperationQueue
API 레벨	C 기반(저수준), 간단·가벼움	Objective-C 기반(NSOperation), 고수준
작업 단위	closure 단위	Operation 서브클래싱 또는 BlockOperation
의존성	불가능	addDependency(_:)로 Task 간 의존성 설정
취소	불가(직접 구현 필요)	cancel() 지원
최대 동시 작업 수	직접 관리 불가	maxConcurrentOperationCount 설정 가능

3.1 언제 무엇을 쓸까?

• DispatchQueue
  • 간단한 비동기·동기 처리, 속도와 가벼움을 우선할 때
• OperationQueue
  • Task 간 의존성, 취소, 상태 관리를 체계적으로 하고 싶을 때

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4. 동시성 프로그래밍 문제와 해결 방법

4.1 Race Condition (경쟁 상태)

• 문제: 여러 스레드가 같은 자원(변수, 배열 등)에 동시에 접근·수정
• 증상: 예측 불가능한 값, 데이터 손상
• 해결
  • serial queue로 접근 직렬화
  • DispatchSemaphore, NSLock 등 락 사용
  • Swift 5.5 이후 actor 도입으로 안전한 상태 관리

actor Counter {
    private var value = 0
    func increment() { value += 1 }
    func get() -> Int { value }
}

let counter = Counter()
Task {
    await counter.increment()
    print(await counter.get())
}

4.2 Deadlock (교착 상태)

• 문제: 서로가 상대 작업 완료를 기다리며 무한 대기
• 원인 예시:

  DispatchQueue.main.sync {    // 메인 스레드에서 sync 호출
      // 메인 큐에서 다시 main.sync → 교착
  }
  

• 해결
  • 가능하면 sync 대신 async 사용
  • 큐 간 순환 호출 피하기
  • UI 업데이트는 항상 메인 큐에서 async로

4.3 Starvation (기아 현상)

• 문제: 낮은 우선순위 작업이 실행 기회를 얻지 못함
• 해결
  • QoS 설정 적절히 조정
  • 중요한 작업이 과도한 리소스를 차지하지 않도록 설계