Coroutine

아래 영상을 참고하여 학습했습니다.

🎯 Coroutine

• 탭으코루틴은 비동기적으로 실행되는 코드를 간소화하기 위해 Android에서 사용할 수 있는 동시 실행 설계 패턴
  • 비동기 경량 스레드
• 기존 Android에서는 AsyncTask를 이용해서 비동기 프로그래밍을 구현할 수 있었다.
  • 하지만, 메모리 누수 등 메모리 관련 문제로 인해 API 30부터 Deprecated가 되었다.
• 위에 대한 대체제로 코루틴을 지원하기 시작했으며, 안드로이드 공식문서에서도 이를 권장하고 있다.
• 코루틴은 단순 안드로이드만의 개념이 아닌 프로그래밍 언어에서 구현되어 제공되어지고 있다.

루틴

• 프로그램의 흐름 그 자체
• 루틴은 크게 다음과 같이 나눌 수 있다.
  • 메인 루틴
    • 프로그램의 실행에 있어 메인이 되는 루틴
  • 서브 루틴
    • 메인 루틴 안에서 실행되는 개별 함수에 의해 수행되는 흐름

코루틴의 장점

공식 문서에서는 다음의 장점이 있다고 한다.

• 경량: 코루틴을 실행 중인 스레드를 차단하지 않는 정지를 지원하므로 단일 스레드에서 많은 코루틴을 실행할 수 있습니다. 정지는 많은 동시 작업을 지원하면서도 차단보다 메모리를 절약합니다.
• 메모리 누수 감소: 구조화된 동시 실행을 사용하여 범위 내에서 작업을 실행합니다.
• 취소 지원: 실행 중인 코루틴 계층 구조를 통해 자동으로 취소가 전달됩니다.
• Jetpack 통합: 많은 Jetpack 라이브러리에 코루틴을 완전히 지원하는 확장 프로그램이 포함되어 있습니다. 일부 라이브러리는 구조화된 동시 실행에 사용할 수 있는 자체 코루틴 범위도 제공합니다.

코루틴 특징

• 쓰레드와는 달리 작업을 제어할 수 있다.
  • 루틴이 이미 실행되었더라도 잠시 suspend를 시킬 수 있으며
  • Resume을 통해 다시 재시작을 하는 흐름 제어가 가능하다.
• ANR 문제를 해결할 수 있다.
• 메모리 경량
  • 쓰레드는 각 쓰레드마다 Stack영역을 할당받게 되며, 이는 적지 않은 공간을 차지한다.
  • 하지만, 코루틴은 공유된 Heap 영역을 사용하기에 메모리 부담이 훨씬 덜한다.
• 오버헤드 경량
  • 쓰레드는 처리해야할 쓰레드로 교체하는 Context Switching이 발생하게 된다.
  • 하지만 코루틴은 같은 메모리를 두고 있기에 Context Switching 자체가 필요없다.

코루틴과 스레드의 차이

메모리 구조의 차이

• 쓰레드
  • 메모리 영역 중 Stack의 공간을 차지한다.
• 코루틴
  • 프로세스에 할당된 Heap 메모리 영역을 공유한다.
• 위의 차이로 인해 코루틴은 하나의 쓰레드로 보기는 어렵다.
  • 하나의 함수로 보는 것이 더 가까움

수행방식의 차이

• 쓰레드
  • 선점형
• 코루틴
  • 비선점형
  • 다만, 스위칭이 매우 빠르게 동작한다.
    • 이로인해 동시성은 있으나, 병행성은 없다.

코루틴 구조

• Coroutine Scope
  • 코루틴이 어떤 범위에서 동작하는지 규정
  • Global Scope
    • Coroutine Scope 중 한 종류
    • Android에서는 App LifeCycle에 따라 이를 비추천한다.
      • 코루틴은 최상위 레벨, SingleTone에서 동작하게 되는데 Global Scope는 이를 위반하기 때문
• Coroutine Context
  • 코루틴이 어떤 쓰레드에서 동작할지 결정
• Coroutine Builder
  • 다양한 요구사항에 맞게 개별적인 Coroutine(코루틴)을 만드는 방법

    Coroutine Context

    Context는 Dispatchers와 Job으로 구성되어 있음
• Dispatchers: 코루틴이 실행되는 쓰레드를 지정
  • Default
    • CPU 연산을 많이 사용하는 작업
  • IO
    • File IO, Network IO 등에서 많이 사용되는 작업
  • Main
    • UI 쓰레드, UI 관련 작업
  • Unconfined
• Job & Deferred(결과값을 가지는 Job)
  • 코루틴에서는 하나의 흐름을 Job & Deferred라는 Object로 만들어서 다룸

Coroutine Builder

• launch
  • 일반적으로 자주 사용
  • Job 객체 반환
• async
  • Deferred 객체 반환
  • async 내부에서 작업하고 마지막에 남은 결과값을 반환한다.
• runBlocking
  • 이는 사용하지 않음
• withContext
  • Dispatcher를 전환싵킴
  • Main으로 실행시킨 Coroutine의 일부를 IO로 전환하여 작업하고 다시 돌아올 수 있다.

코루틴 지연

• delay
  • 일정 시간동안 코루틴 처리가 중단
  • 쓰레드 sleep과 유사하지만 delay는 숫자를 세면서 대기를 하는 상태임
• join
  • await과 사용하는 Builder가 다름
  • launch로 실행한 코루틴에 대해서 Job의 실행이 끝날 때까지 대기시킬 수 있음
• await
  • join과 사용하는 Builder가 다름
  • async로 실행한 코루틴에 대해서 Job의 실행이 끝날 때까지 대기시킬 수 있음

코루틴 취소

• cancel
  • Job을 Cancelling State로 전환
• cancelAndJoin
  • Cancelling State로 전환하고 Cancelled까지 기다림
• withTimout
  • 일정 시간동안 기다리며 초과 시 Exception을 던짐
• withTimoutOrNull
  • 일정 시간동안 기다리며 초과 시 Null을 던짐

ANR 문제(Activity not response)

• 액티비티가 응답하지 않는 오류 상황
• 액티비티로 구성된 화면은 사용자 이벤트에 5초 이내로 반응하지 않으면 오류가 발생된다.
• 메인 스레드가 오래 걸리는 작업이라고 하더라도 ANR 문제가 발생하지 않는다.
  • 사용자가 이벤트를 발생시켰을 때 발생함
• 본래 Thread를 통해 이를 해결할 수 있다.
  • 하지만 앞서 간단한 IO 작업 등과 같이 단순 작업에도 메모리 부하와 오버헤드가 든다.
  • 이를 더욱 간편하게 해결할 수 있는 것이 Coroutine이다.