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동기화

asyncio의 동기화수단들

asyncio는 단일 스레드에서 비동기 코루틴을 사용하여 동시성 처리를 한다. 따라서 asyncio의 세계에서는 적어도 멀티 스레드에서 발생할 수 있는 자원 선점문제가 없을 것이라 생각할 수 있다. 전적으로 틀린 것은 아니다. 스레드가 1개밖에 없기 때문에 메모리 내의 특정한 객체를 동시에 액세스하는 일은 없을 것이다. 그러나 그외의 IO와 관련된 자원은 여전히 선점 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 피하기 위해서 asyncio는 threading과 유사한 동기화 수단들을 제공하고 있으며, 이들의 사용 방법 또한 거의 유사하다. asyncio에서 제공하는 동기화 수단에는 다음과 같은 것들이 있다.

  • 락(Lock)
  • 이벤트(Event)
  • 컨디션(Condition)
  • 세마포어(Semaphore)
  • 바운디드세마포어(BoundedSemaphore)
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컨디션을 통한 스레드 동기화 예제

동시성을 다룰 때에는 특정한 자원을 동시에 액세스하지 못하도록 관리하거나 여러 작업들이 시작되는 시점을 맞추는 동기화 수단이 필요할 수 있다. Lock은 특정 코드 영역을 동시에 여러 스레드가 실행하지 못하도록 보호할 때 사용하며, 이벤트는 여러 스레드들이 특정 이벤트가 발생할 때까지 기다리다가 동시에 시작될 수 있도록 한다. 컨디션(Condition)은 락과 이벤트가 결합되어 있는 동기화 수단이다.

컨디션은 락을 내재하고 있는 이벤트라 할 수 있다. 락과 마찬가지로 acquire() ~ release() 구간이 있어 한 번에 하나의 스레드/프로세스가 실행되는 영역을 만들 수 있는데, 그 사이에 wait()를 통해서 이벤트를 기다릴 수 있다. 이때 한 스레드가 락을 잠근 상태에서 wait()를 호출하여 이벤트를 기다리게 되면, 같은 컨디션 객체를 점유하고자 하는 스레드가 다시 락을 얻어서 크리티컬 영역에 진입할 수 있다. 이와 같은 방식으로 여러 스레드가 크리티컬 영역에서 이벤트를 기다리는 상태가 될 때, 누군가가 해당 컨디션 이벤트를 set()하게 되면 대기 중인 모든 스레드가 깨어나게 된다. 하지만 이들은 모두 같은 크리티컬 영역에서 대기 중이었기 때문에 일반 이벤트와 달리 한꺼번에 동시에 시작하지 않고, 한 번에 하나씩 크리티컬 영역의 코드를 실행한다. 깨어난 스레드가 락을 릴리즈하는 시점에 wait()를 끝낸 다른 스레드가 실행되는 식으로 순차적으로 크리티컬 구간을 지나게 된다.

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Lock을 사용하는 스레드 동기화 방법

아래는 어떤 “counter”라는 자원을 두 스레드가 동시에 사용하려할 때, Lock을 사용하는 상황을 시각적으로 묘사한 것입니다. 두 워커 스레드 A, B 는 자원에 접근하기 전에 Lock을 획득하려고 시도합니다. 두 스레드 모두 락 객체의 .acquire()를 호출합니다. 이 때 (아마도 간발의 차이로) A 가 락을 획득하게 되었다고 가정하면, A에서 호출한 .acquire()는 즉시 리턴되어 A는 다음 코드를 진행하게 되고 여기서 counter를 사용합니다. 반면 B의 .acquire() 호출은 락을 획득할 때까지 대기하기 때문에 B의 진행 흐름은 여기서 멈추게 되고, A가 자원을 쓰는 동안 . . .… 더 보기 »Lock을 사용하는 스레드 동기화 방법

여러 스레드의 시작 시점을 맞추기 – Barrier

Barrier는 동시성 프로그래밍에서 사용되는 동기화 수단 중 하나로 여러 워커(스레드)들을 특정한 시점까지 기다리게 한 후 한꺼번에 함께 시작하도록 해준다. 비슷한  방식의 동기화 프리미티브로 이벤트(Event)가 있는데, 이벤트는 재개 시점을 판단하는 제 3의 스레드가 재개를 위한 시그널을 set해주어야 한다. 배리어는 그와 달리 정원을 채우면 출발하는 버스처럼, 미리 정해진 개수만큼의 스레드가 배리어 아래에 모이면 자동으로 해제되어, 함께 시작하게 해준다.

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파이썬에서 스레드 사용하기 – threading

스레드는 프로그램이 실행되는 실행 흐름의 최소 단위이다. 어떤 프로그램이 실행되면 기본적으로 해당 프로그램을 위한 프로세스가 생성된다. 그리고 다시 이 프로세스는 하나의 스레드를 만들고 (이것이 해당 프로세스의 메인 스레드가 된다.) 이 스레드를 따라 코드가 실행된다.

하나의 프로세는 한 개 이상의 스레드를 동시에 실행시킬 수 있다. 이 말은 메인 루틴이 진행하는 동안 병렬적으로 다른 함수들이 같이 실행될 수 있다는 말이다. 스레드는 프로세스에 종속되므로 프로세스 내에서 스레드가 추가로 만들어질 때 이 새로운 스레드는 프로세스의 코드와 메모리를 공유한다. (반대로 멀티프로세스는 각각 독립된 코드 및 메모리 영역을 가지고 돌아간다.) 스레드는 이처럼 동시에 같은 작업들을 처리하여 전체적인 성능을 향상시키거나 루틴의 흐름을 중단시키지 않고 별개의 작업 흐름이 서브 루틴을 실행하여 서로 다른 작업을 함께 진행할 때 사용한다.

파이썬에서 스레드를 사용할 수 있도록 해주는 모듈로 _threadthreading이 있다. _thread 모듈은 저수준의 API를 제공하고 있고, 이를 기반으로 고수준 API를 제공하는 threading 모듈이 있다. 이 글에서는 threading 모듈을 사용하여 스레드를 생성, 실행하고 락, 세마포어 등의 동기화 수단을 사용하여 실행 흐름을 제어하는 방법을 살펴보겠다.

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20090325 :: 폴더 동기화 유틸리티

외부에서 일하기

직업적 특성상 외근이 잦아, 각 종 문서 작업 들을 외부에서 해야하는 경우가 많이 있습니다. 예전에는 집-회사만 왔다 갔다 했던 경우여서, 작업하던 파일을 ‘서류가방’에 담아서 이동식 디스크로 동기화하여 사용하곤 했었는데요. 요즘에는 노트북을 통째로 들고서 움직이면서, 동시에 관리해야하는 폴더는 프로젝트 별로 여러 개를 동시에 왔다 갔다 하는 경우가 많아 이동식 디스크를 사용하기가 참 곤란하더군요. 결정적으로 ‘동기화’를 위해서는 사무실에 들어가서 USB 메모리를 PC에 꽂아주어야 하는 불편함도 있습니다.
그래서 보통은 ‘원격 데스크톱 접속’을 많이 사용하게 되었습니다. 이렇게 되면 모든 데이터가 사무실 PC에 저장되는 장점은 있지만, 모든 어플리케이션도 PC에서 구동, 작업을 해야하므로 작업 능률이 현저히 떨어지는 문제가 있습니다. 그리고 많은 경우에는 원격지에서 일을 할 때에도 네트웍을 제대로 쓸 수 없는 경우가 많지요. 결국 일을 하다보면 노트북에서 여러 자료를 작성하게 됩니다. (사무실 PC는 버려지는 분위기로 남게 되지요.)더 보기 »20090325 :: 폴더 동기화 유틸리티