[Java] 동기/비동기, 그리고 블로킹/논블로킹

실무를 접하면서 웹브라우저와 서버 간 데이터 처리할 일이 많기 때문에 동기, 비동기에 대하여서는 쉽게 접할 수 있었으나, 블로킹이라는 개념은 생소했다. 언뜻보면 동기와 블로킹은 동일 개념같기도 하지만, 큰 연관관계가 없는 별개의 개념이다.

그렇다면 차이는 뭘까? 많은 글을 읽었지만, 그림으로 정의하는 글이 가장 이해가 쉬웠다. 나도 더 정확한 이해를 위하여 그림으로 나타내보았다.

 

목차
1. 동기(Synchronous)
2. 비동기(Asynchronous)
3. 블로킹(Blocking)
4. 논블로킹(non-Blocking)

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동기(Synchronous)

 작업의 수행 주체가 두 개 이상. 그 작업들이 '시간'을 서로 맞춘다면 동기이다. 

시간을 맞춘다는 것은 무엇을 의미하는걸까?

만약 작업이 2개라고 가정할 때, 작업을 실행하는 두 개의 function이 서로 작업을

1)동시에 시작하거나

2)동시에 끝내거나

3)하나가 끝나면, 다른 하나가 차례로 실행한다면

바로 동기이다.

 

그림으로 표현하자면 다음과 같다.

 

A, B 동시에 시작 또는, 동시에 종료

 

A가 종료된 후, 차례로 B가 실행

 

소스로 표현하자면 다음과 같다.

결과 값에서도 알 수 있듯이, 작업이 차례로 실행되며 첫번째 작업이 끝나야 다음 작업으로 넘어가는 것을 알 수 있다.

console.log(1);
console.log(2);
console.log(3);

//결과 값
//123

 

이것을 제어권과 결과값으로 설명하는 방법도 있다.

(제어권이란 함수를 실행시킬 수 있는 권리이고, 결과값이란 함수의 return값이다.)

부모함수인 run에서 A, B를 call한다. 이때, 동기 방식으로 설명하자면

A는 제어권을 가지고 A작업을 마친 뒤, 부모함수인 run에게 결과값을 주면서 동시에 제어권을 함께 돌려준다.

function run {
   A();
   B();
}

function A {
   console.log('A함수입니다.');
}

function B {
   console.log('B함수입니다.');
}

 

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비동기(Asynchronous)

 작업의 수행 주체가 두 개 이상. 동기와의 차이점은, 동기적이지 않다는 것!

작업이 2개라고 가정할 때, A와 B 함수는 서로가 작업을 언제 시작하는지, 언제 끝나는지 전혀 관심이 없다.

두 주체가 서로의 시작시간과 종료시간과 상관없이, 각자의 시작/종료시간을 가진다.

요청만 해놓고 전혀 신경쓰지 않고 있다가 완료가 되면 상대가 끝났다고 말만 해주는 식이다.

* 자바스크립트 자체는 비동기다.

 

 

그림으로 표현하자면 다음과 같다.

A, B의 시작점과 종료점은 관계가 없다

 

소스로 표현하자면 다음과 같다.

a, b, c가 순차적으로 출력될까? 예상했다시피, 아니다.

* 참고로 setTimeout은 비동기 함수임!

a 함수에서 setTimeout이 걸릴 때, 동기적 방식이라면 거기서 대기하고 완료가 되면 b 함수로 넘어갔겠지만

비동기적 방식은 아니다. 멈추지 않고, 바로 b 함수를 실행하기 때문에 순서가 뒤섞여 출력된다. 이 상태에서 순차적으로 수행하고 싶을때에는 callback function을 사용하면 된다.

function t1() {
  setTimeout( () => {
    console.log("task_1");
  }, 2000);
}

function t2() {
   console.log("task_2");
}

function t3() {
   console.log("task_3");
}

t1();
t2();
t3();

 

A는 제어권을 가지고 A작업을 하면서, 작업이 끝나지 않고도 부모함수인 run에게 바로 제어권을 돌려준다.

제어권을 받은 부모함수는 차례로 B작업을 실행하고, A작업에 대한 결과 값은 다른 시점에 반환되어진다.

 

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블로킹(Blocking)

 주체는 하나. 그 하나의 주체와 다른 작업을 수행하는 또 다른 주체에 대한 개념.

블로킹은 주체가 자신의 작업을 하다가 타 주체의 작업의 시작~끝을 기다렸다가, 그 뒤에 다시 자신의 작업을 이어가는 것을 말한다.

함수 A가 다른 주체인 함수 B를 호출하였는데, 함수 B의 시작~끝을 기다린 뒤, B에 대한 return값을 받아온 후에 자신의 작업을 이어간다면, 이것이 블로킹이라고 할 수 있다.

 

그림으로 표현하자면 다음과 같다. 

 

A는 실행 도중, B를 호출하면 B가 끝나기만을 기다렸다가, 끝나면 다시 진행한다.

 

A함수가 B함수를 호출하면, A는 제어권을 B에게 넘겨준다.

그리고 B함수는 작업이 끝나면 A에게 제어권을 돌려준다. 그런 뒤 A는 다시 함수를 실행한다.

 

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논블로킹(non-Blocking)

 주체는 하나. 그 하나의 주체와 다른 작업을 수행하는 또 다른 주체에 대한 개념.

논블로킹은 주체가 자신의 작업을 하다가 타 주체의 작업의 시작~끝을 기다리지 않는다. 요청만을 한 뒤, 신경쓰지 않고 자신의 작업을 이어간다. 함수 A가 다른 주체인 함수 B를 호출하였는데, 함수 B의 시작~끝을 기다리지 않고 A에 대한 작업을 이어가다가 B에 대한 return값을 받는다면 논블로킹이라고 할 수 있다.

 

그림으로 표현하자면 다음과 같다.

A는 B에게 요청만 하고, 자신의 할 일을 이어간다

논블로킹도 블로킹과 마찬가지로, 호출 할 때에 제어권을 넘겨준다. 그러나, 바로 돌려받는다.

A는 B에게 제어권을 넘겨주자마자 돌려받는다. 제어권을 돌려받은 A는 이어서 작업을 진행한다.

 

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정리

동기/비동기

- 요청받은 함수가 작업을 완료했는지를 누가 체크하는가?

동기 : 요청자가  요청한 함수의 작업이 완료되었는지 계속 확인. 함수들이 시간을 맞춰 실행되어진다. 요청자는 요청한 함수와 시작과 끝을 같이 하거나, 요청한 함수가 종료하면 시작된다.

비동기 : 요청자는 요청만 한 뒤, 신경쓰지 않고 자신의 작업을 하고 있으며, 요청 받은 함수가 작업을 마치면 알려준다. 

 

블로킹/논블로킹

- 요청받은 함수가 제어권(함수실행권리)을 언제 넘겨주느냐?

블로킹 : 요청받은 함수가 작업을 마치고 나면, 요청자에게 제어권을 넘겨주고, 요청자는 제어권을 돌려받을때까지 아무것도 하지 못한다.

논블로킹 : 요청받은 함수가 요청자에게 바로 제어권을 넘겨준다. 요청자는 요청받은 함수가 작업을 진행하는 동안 다른 일을 할 수 있다.

 

 

다음에는 동기/비동기+블로킹/논블로킹의 조합에 대해서 알아보자 ! 

 

 

References

https://joooing.tistory.com/entry/%EB%8F%99%EA%B8%B0%EB%B9%84%EB%8F%99%EA%B8%B0-%EB%B8%94%EB%A1%9C%ED%82%B9%EB%85%BC%EB%B8%94%EB%A1%9C%ED%82%B9