[GoLang] Go에서 동시성이란

동시성이란

Go에서의 동시성을 설명하기에 앞서서 동시성이란 무엇이고 병렬성이랑 뭐가 다른지 확인해 봅시다.

• 병렬성 : 실제로 물리적으로 같은 시간에 계산되는 물리적 동시성
• 동시성 :  같이 실행될 거라는 논리적 동시성

 

이를 코드와 프로그램에 적용하면 아래와 같습니다.

동시성은 코드로 알 수 있는 것이고 병렬성은 실제 연산을 통해서 알 수 있다.

 

위 개념으로 아래 3가지 개념을 알 수 있습니다.

• 우리는 병렬적으로 실행될 거라 생각하며 동시성을 지닌 코드를 짠다.
• 멀티 코어 환경에서 코드를 짜더라도 진짜 병렬로 실행되는지 알기 어렵다. (플랫폼, CPU를 통해야 함)
• 그렇기에 병렬처리 여부는 컨텍스트(작업)의 의해 결정된다.

 

컨텍스트(Context)

컨텍스트는 동시성 환경에서 실행 중인 프로세스나 스레드, 혹은 작업의 정보와 설정을 담는 작업 단위입니다. 위에서 언급한 병렬처리는 컨텍스트와 관련되었단 말은 실행 컨텍스트를 의미합니다.

 

이 실행 컨텍스트가 시분할 시스템에서 어떻게 적용되는지는 아래와 같습니다.

쓰레드로 병렬 처리하기 위해 작업 컨텍스트의 정보를 사용한다고 보시면 됩니다.

 

이전 포스팅에서 Context 활용법을 알 수 있습니다.

https://seung.tistory.com/entry/GoLang-Context%EA%B0%80-%EB%AD%98%EA%B9%8C%EC%9A%94

[GoLang] Context가 뭘까요?

 

고루틴, 채널, 뮤텍스

GoLang(Go)은 OS의 스레드를 제공하는 타 언어(몇몇)와 다르게 별도로 추상화한 쓰레드를 제공합니다.

그 핵심은 기능은 고루틴과 채널이 있습니다.

• 고루틴 (Goroutine)
  • 고루틴은 경량 스레드로, OS 스레드에서 한번 더 추상화된 스레드, 수백만 개의 고루틴도 쉽게 관리 가능
  • 타 언어는 스레드나 프로세스로 생성하지만 고는 고루틴으로 훨씬 가볍게 동시성 사용
  • 고의 런타임은 고루틴을 OS 스레드에 자동으로 다중화하여 스케줄링해 줌
  • 8GB 램이 있다고 가정을 하면 이론상 스와핑 없이도 수백만 개의 고루틴을 돌릴 수 있다
  • OS 수준에서의 컨텍스트 스위칭보다 압도적인 효율을 가진 소프트웨어적 컨텍스트 스위칭
• 채널 (Channel)
  • 고루틴 간의 통신을 담당
  • 타 언어는 뮤텍스(Lock/Unlock)나 세마포어로 메모리를 동기화하지만 고는 이를 채널로 대신할 수 있다
  • 채널을 사용함으로써 메모리 동기화 방식보다 훨씬 쉽게 구현

하지만 항상 채널을 사용하는 게 옳지는 않습니다. 성능의 이유로 상황에 따라 뮤텍스를 사용하는 게 좋을 수 있습니다.

그 상황은 아래 결정 트리를 따라가면 알 수 있습니다.

상황에 따라 기본 요소인 뮤텍스나 채널을 사용하면 됩니다.

 

CSP

Go에서 동시성을 설명할 때 핵심 키워드는 CSP입니다.

이는 위에서 채널로 설명한 특징으로 

CSP(Communicating Sequential Processes Style)로 타 언어의 락(Lock) 기반 모델과 다르게 채널과 고루틴으로 동시성 모델을 간단하게 구현할 수 있다.

 

지금 공부중인 책에서는 Go의 철학을 다음과 같이 정리했습니다.

단순화를 목표로하고 가능하면 채널을 사용하며, 고루틴을 무한정 쓸 수 있는 자원처럼 사용해라