코루틴을 이해해보자! (기초 1편)

 

안녕하세요 6월 마지막 주말이네요. 벌써 7월이 다가오고 날씨도 요즘 많이 후덥지근해요. 저는 아이스크림을 좋아해서 요즘 거의 맨날 1일 1아이스크림 하고 있어요🍦오늘은 코루틴에 대해서 알아보겠습니다!

 

코루틴을 배워야 하는 이유?

혹시 앱을 사용하다가 화면이 그대로 멈추고 어떠한 클릭에도 반응하지 않아서 짜증났던 경험이 있으셨나요?

이 현상은 메인 스레드라고 불리는 UI 스레드가 다른 요인에 의해 멈추어서 나타나는 것인데요. 네트워크 요청과 같은 비교적 무거운 작업을 메인 스레드에 하게 되면 앱이 멈추는 경우가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 무거운 작업을 UI 스레드가 아닌 백그라운드에서 처리해야 하는데, 이때 필요한 개념이 바로 코루틴(Coroutine) 입니다. 따라서 안드로이드 앱이 끊기지 않고 부드럽게 동작하게 만들기 위해서는 코루틴(Coroutine) 은 반드시 공부해야 할 필수 개념입니다. 

 

스레드와 코루틴 의미

먼저 의미부터 짚고 넘어가겠습니다! 스레드(Thread) 는 운영체제(OS) 가 관리하는 실제 작업 단위로, 코루틴보다 무거운 단위입니다. 메인 스레드(UI 스레드), 백그라운드 스레드 등이 있습니다. 코루틴(Coroutine) 은 스레드 위에서 동작하는 가상의 작업 단위입니다. 하나의 스레드 안에 여러 개의 코루틴이 실행될 수 있습니다. 스레드보다 비교적 가벼운 단위입니다. 

 

첫 번째 코루틴 빌더, runBlocking 내부에서의 현재 스레드

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    println(Thread.currentThread().name) // main @coroutine1
}

 

코루틴의 아주 기초적인 개념부터 하나씩 배워나가겠습니다.  먼저 해당 함수를 실행하면 main @coroutine1 이라는 결과가 나옵니다. 이는 현재 스레드의 이름이 바로 메인 스레드(UI 스레드) 임을 의미합니다. 옆에 @coroutine1 이 붙어있네요. runBlocking 은 코루틴을 만드는 함수로, '코루틴 빌더' 라고 부릅니다. 코루틴을 생성하는 동시에 해당 코드 블록이 수행을 다 완료할 때까지 다음 코드를 수행하지 못하게 막는 '동기성' 을 가지고 있습니다. 막는다는 블로킹(Blocking) 의 의미를 여기서 이해할 수 있습니다. 

 

runBlocking 의 수신 객체 this

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    println(this) // "coroutine#1" : BlockingCoroutine{Active}@3930015a
}

 

this 는 runBlocking 내부의 수신 객체(Receiver) 입니다. 결과값에서 수신 객체가 코루틴인 것을 확인할 수 있는데, 이를 통해 runBlocking 이 다시 한번 코루틴 빌더임을 알 수 있습니다. BlockingCoroutine 은 runBlocking 이 만든 코루틴 객체의 타입입니다. 다시 말하면, 스레드를 점유하여 실행이 끝날 때까지 외부 실행을 막는 특수 코루틴 객체입니다. 뒤에 붙은 Active 는 해당 코루틴이 현재 실행 중임을 의미합니다. @3930015a 는 코루틴 객체의 고유 메모리 해시 주소입니다. 수신 객체는 람다의 확장(Extension Lambda) 으로, 코드 블록 내부에서 코루틴의 모든 기능을 확장된 것처럼 사용할 수 있습니다. 

 

coroutineContext 란?

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    println(coroutineContext) // [CoroutineId(1), "coroutine#1": BlockingCoroutine{Active}@1ff8b8f, BlockingEventLoop@387c703b]
}

 

coroutineContext 는 코루틴 빌더의 수신 객체(=코루틴)에 대한 정보 집합체를 의미합니다. 첫 번째로, CoroutineId(1) 은 코루틴의 고유 ID 번호입니다. 1을 통해 첫 번째 코루틴임을 알 수 있습니다. 두 번째는, 코루틴 객체 자체의 정보입니다. 세 번째는, 이벤트 루프 타입과 해시 값입니다. 이벤트 루프는 코루틴 작업을 큐(queue) 에 넣고, 순서대로 작업을 실행하는 내부 작업자입니다.

 

두번째 코루틴 빌더, launch

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch {
    	println("launch: ${Thread.currentThread().name}") // 3
        println("launch") // 4
    }
    println("runBlocking: ${Thread.currentThread().name}") // 1
    println("runBlocking") // 2
}

/*
runBlocking: main@coroutine#1
runBlocking
launch: main@coroutine#2
launch
*/

 

runBlocking 이라는 코루틴 빌더를 배웠으니 이번엔 또 다른 새로운 코루틴 빌더를 배워볼까요? 바로 launch 입니다. launch 는 코루틴 빌더로 새로운 코루틴을 만들고, 즉시 실행되는 runBlocking 과 달리 바로 실행되지 않고 큐(queue) 에 넣어 비동기적으로 실행을 예약합니다. 나중에 이벤트 루프가 실행해줍니다. 결과를 해석하면, 먼저 runBlocking 이 만든 첫번째 코루틴 작업이 메인 스레드에서 먼저 실행됩니다. 이후 작업이 끝나면, launch 가 만든 두번째 코루틴 작업이 메인 스레드에서 실행되는데요. 1개의 메인 스레드 안에서 2개의 코루틴이 순서대로 실행되는 구조입니다. 이때, runBlocking 은 자신이 실행되고 나서 종료하지 않고 launch 코드 블록이 끝날 때까지 기다립니다. 

runBlocking, launch 실행 흐름

 

현재 코루틴을 잠재우는 delay 메소드

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch {
    	println("launch: ${Thread.currentThread().name}") // 2
        println("launch") // 3
    }
    println("runBlocking: ${Thread.currentThread().name}") // 1
    delay(500L)
    println("runBlocking") // 4
}

/*
runBlocking: main@coroutine#1
launch: main@coroutine#2
launch
runBlocking
*/

 

runBlocking 코루틴 빌더가 만든 코루틴 작업이 먼저 메인 스레드에서 실행되는데요. 이때 delay 함수를 통해 현재 스레드에서 수행되는 코루틴을 일정 시간동안 잠재울 수 있습니다. 인자로는 밀리세컨드 단위의 시간을 지정할 수 있는데, 1000 ms(밀리세컨드) 는 1s(초) 입니다. 따라서 500L (=500ms) 는 0.5 초를 의미합니다. 0.5초 동안 runBlocking 내부 코루틴이 잠이 들면, 메인 스레드는 launch 내부 코루틴에게 양보됩니다. launch 에서 코루틴 작업이 완료되면 다시 메인스레드를 runBlocking 이 사용하게 됩니다. 

delay 를 통한 스레드 양보

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch {
    	println("launch: ${Thread.currentThread().name}") // 2
        delay(100L)
        println("launch") // 3
    }
    println("runBlocking: ${Thread.currentThread().name}") // 1
    delay(500L) // 0.5s
    println("runBlocking") // 4
}

/*
runBlocking: main@coroutine#1
launch: main@coroutine#2
launch
runBlocking
*/

 

조금 더 변형을 해보겠습니다. 메인스레드에서 runBlocking 의 1번 코드가 실행된 후에 delay 를 통해 0.5초 동안 첫 번째 코루틴이 잠듭니다. 메인 스레드가 launch 에게 양보되어 2번 코드가 실행되고 이 역시 delay 를 통해 두 번째 코루틴도 잠듭니다. 이때, 메인 스레드를 다시 첫번째 코루틴에게 양보할 수 있지만 0.5초 라는 비교적 더 긴 시간으로 아직 잠들어있는 상태입니다. 따라서, 스레드가 양보되지 않고 0.1 초 뒤에 다시 launch 내부에서 3번 코드가 실행된 이후에야 runBlocking 으로 스레드가 넘어가는 것을 확인할 수 있습니다. 

delay 에도 불구하고 양보 안하는 경우

 

오늘은 코루틴을 배워야하는 이유, 개념 정의, 2가지 코루틴 빌더와 delay 함수에 대해서 알아보았습니다! 

다음에는 2편으로 다른 메소드나 여러 상황을 다양한 예제를 통해 다뤄보겠습니다. 감사합니다!