TIL

Asynchronous, Synchronous, Blocking, Non-blocking

Blocking vs Non-blocking

• 다른 주체가 작업할 때 자신의 제어권이 있는지 없는지로 확인할 수 있다.
• 내가 직접 제어할 수 없는 대상을 상대하는 방법
• 대상이 제한적임
  • IO
  • 멀티 스레드 동기화

Blocking

함수가 다른 함수를 호출했을 때 호출된 함수가 작업을 끝낼 때까지 호출한 함수에게 제어권을 돌려주지 않는 것

Non-blocking

함수가 다른 함수를 호출했을 때 호출된 함수가 호출한 함수에게 제어권을 바로 돌려주어 호출한 함수가 다른 일을 할 수 있게 하는 것

Synchronous vs Asynchronous

• 결과를 돌려주었을 때 순서와 결과에 관심이 있는지 아닌지로 판단할 수 있다.
• 또는 A와 B가 있을 때 시작 시간 또는 종료 시간이 일치하면 동기라고 한다.
  • A, B 스레드가 동시에 작업을 시작할 때
  • A가 B를 호출했을 때 B의 결과 리턴 시간과 A가 결과를 받는 시간이 일치할 때

Synchronous

함수가 다른 함수를 호출했을 때 호출된 함수의 결과를 호출한 함수가 신경 쓰고 받아 처리할 수도 있는 것

Asynchronous

함수가 다른 함수를 호출했을 때 호출된 함수의 결과를 호출한 함수가 전혀 신경 쓰지 않는 것

4가지 조합의 경우

Blocking/Sync

함수가 다른 함수를 호출했을 때 제어권을 호출된 함수에게 넘겨주어 기다린다. 호출된 함수가 결과를 리턴하면 그 결과를 받아 작업을 마저 끝낸다.

예) I/O 작업의 경우 입력이 들어올 때까지 프로그램 실행이 멈춘다.

Non-Blocking/Sync

함수가 다른 함수를 호출하고 제어권을 다시 가져와 자신의 일을 하지만, 호출된 함수가 결과를 리턴했는지 계속 확인하다가 결과를 리턴하면 결과를 받아 처리한다.

코드 예)

ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
Future<String> future = es.submit(() -> "Hello World");

// some operations

while (!futre.isDone()) {
    log.info("Task Completed");
}
String result = future.get();
// 결과 처리

예)

ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
Future<?> res = es.submit(() -> "Hello Async");

// ...다른 작업...

while (!res.isDone()) {
    Object result = res.get();
}

위 코드는 async 호출로 제어권을 다시 가져오는 Non

1. 일단 Non-Blocking/Async로 다른 작업 호출 (es.submit())
2. 제어권을 다시 가져와 작업을 하다가 (Non-Blocking의 특성)
3. 호출했던 비동기 작업의 결과를 기다림 (!future.isDone()) (Sync의 특성)
4. 결과를 받고 처리 (futre.get())

Blocking/Async

함수가 호출된 함수에게 제어권을 넘기고 기다리지만 결과를 신경쓰지 않는다.

비효율적인 조합이라 직접적으로 사용하지는 않지만 의도치 않게 동작할 때가 있다고 한다.

예)

대표적인 예로는 Node.js와 MySQL을 함께 사용하는 경우이다. Node.js는 비동기로 작업하려 하지만 MySQL 드라이버가 Blocking 방식으로 동작하므로 어쩔 수 없이 Asynchronous Blocking 방식으로 동작하게 된다.

예)

ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
es.submit(() -> "Hello Async").get();

위 코드는 다른 스레드로 작업을 진행 시켜 (submit()) async이지만 리턴되는 Future 객체의 get() 메서드로 결과를 받아오기 기다리면셔 blocking으로 동작한다.

Non-Blocking/Async

다른 함수를 호출한 함수와 호출된 함수가 서로가 제어권을 가지고 작업을 진행하고 호출된 함수의 결과를 호출한 함수가 신경 쓰지 않는다.

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참고

https://www.youtube.com/watch?v=oEIoqGd-Sns

https://www.youtube.com/watch?v=IdpkfygWIMk

https://youtu.be/HKlUvCv9hvA

https://velog.io/@codemcd/Sync-VS-Async-Blocking-VS-Non-Blocking-sak6d01fhx