[Kotlin] 스레드와 코루틴

 💡스레드와 코루틴에 대하여 간단하게 정리하였습니다.

 

개요

• Thread와 Coroutine은 둘 다 동시성 처리를 위한 방법이지만, 서로 다른 방식으로 작업을 처리합니다.
• 안드로이드, 서버 애플리케이션 또는 다양한 병렬 처리 환경에서 중요한 역할을 수행합니다.
• 이는 동기 & 비동기, 동시성 & 병렬성의 개념과 매우 밀접하게 연관되어 있습니다.

동기와 비동기(Thread & Handler)

동기와 비동기(Thread & Handler)

[CS] 동시성 vs 병렬성

[CS] 동시성 vs 병렬성

Thread

• Thread는 운영체제에서 관리하는 작업 실행 단위이며, 별도의 프로세스 안에서 실행하여 동시에 여러 작업을 병렬로 처리할 수 있습니다.
• Thread는 메모리와 시스템 자원을 많이 사용하며, 각 Task에 해당하는 스택 메모리를 할당받습니다.
• Thread 활용으로 멀티 코어에서 실제로 병렬 작업을 처리할 수 있습니다.

운영체제와 멀티스레딩

• 스레드는 운영체제가 관리하고 스케쥴링하며, CPU에서 각 스레드가 실행됩니다.
• 여러 작업을 동시에 수행해야 할 때 OS는 어떤 쓰레드 작업을 먼저 수행할지, 어떤 쓰레드를 더 많이 수행해야 효율적인 스케쥴링을 진행합니다.
  • 이는 선점 스케쥴링(Preempting Scheduling)이라고도 합니다.

Context Switching

• 여러 스레드가 동시에 실행될 때, 스레드 간의 전환이 자원을 많이 사용하고 큰 비용을 소모합니다.
• 이는 병렬성이 아닌 동시성 보장 수단이며, 운영체제 커널을 통해 동작합니다.

Coroutine

• Coroutine은 경량 스레드로 불리며, 코드의 비동기 실행을 쉽게 처리할 수 있도록 돕는 동시성 프로그래밍 방식입니다.
• 스레드와 달리 비동기적으로 실행되며, 협력적으로 스케쥴링됩니다.
• Coroutine을 실제로 병렬적 처리를 지원하지 않으며, 이는 단일 코어에서 협력적 멀티태스킹을 통해 구현됩니다.

Non-blocking

• 코루틴은 Non-blocking 방식으로 작동하며, 스레드를 차단하지 않고도 비동기 작업을 처리합니다.

Suspension

• 코루틴은 필요할 때 중단 되었다가 다시 재개되며, 이로 인해 컨텍스트 스위칭 비용이 매우 적습니다.
• Programmer Switching (No - Context Switching)을 지원하며 프로그래머의 코드로 Switching 지점을 지정할 수 있습니다.
• No - Context Switching 특성 덕분에 Light - weight Thread로 불립니다.

Coroutine Object

• 여러 작업 각각에 Object를 할당하며, JVM Heap에 적재되어 사용됩니다.

Task 1을 수행하다가 비동기 작업으로 Task 2가 발생하더라도 같은 Thread에서 2가지 작업을 동시에 수행할 수 있고, 다수의 Thread에서 다수의 Coroutine을 활용하는 방식으로 병렬 + 동시 프로그래밍도 지원이 가능합니다.

정리

• Thread는 운영체제에서 관리되며 Context Switching을 활용한 동시성과 멀티 코어를 활용한 병렬성을 제공하는 도구입니다.
• 하지만 Thread는 무겁고 비용이 많이 소모되며 동기화 문제를 일으킬 수 있습니다.
• Coroutine은 Thread의 대안이 될 수 없으며, Thread를 단일 코어에서 잘게 쪼개어 사용하기 위한 개념입니다.
• 작업의 단위를 Object로 축소하여 메모리, Context Switching 비용 낭비를 할 필요가 없습니다.
• 코루틴을 활용하면 프로그래머의 목적과 의도대로 효율적인 동시성 프로그래밍을 보장합니다.

참고

🤔 Thread vs Coroutine 전격 비교