Dart 튜토리얼 10편: 동시성 모델(concurrency·async/await·Future/Stream·Isolate)

Why#

NOTE

네트워크 응답은 “나중에” 오는데, 그동안 앱은 계속 입력을 받아야 합니다.
즉, “할 일 목록을 순서대로 처리하면서도 멈추지 않는” 실행 흐름이 필요합니다.

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// 작업을 한 번에 다 하는 게 아니라, 이벤트가 올 때마다 하나씩 처리한다.

What#

NOTE

Dart의 실행 모델은 event loop를 기반으로 합니다.
이 루프는 이벤트를 기다렸다가, 다음 이벤트를 처리하는 방식으로 돌아갑니다.

How#

TIP

1
while (eventQueue.waitForEvent()) {
2
  eventQueue.processNextEvent();
3
}

이 코드는 실행 가능한 Dart 코드가 아니라, event loop의 동작을 설명하기 위한 의사 코드입니다.

여기서 중요한 포인트는 “이 흐름 자체는 단일 스레드처럼 보일 수 있다”는 점입니다.
하지만 앱은 네트워크 요청처럼 “결과가 나중에 오는 일”이 많습니다.
그래서 Dart는 Future, Stream, async/await 같은 비동기 API를 제공합니다.

Watch out#

WARNING

event loop는 “이벤트를 하나씩 처리”하는 모델이라서, 한 번에 오래 걸리는 작업을 돌리면 다음 이벤트 처리가 늦어질 수 있습니다.
즉, 사용자 입력/화면 갱신이 느려지는 원인이 될 수 있습니다.

1
// 예시: 시간이 오래 걸리는 작업이 메인 흐름을 늦출 수 있다.
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void heavyWork() {
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  for (var i = 0; i < 1000000000; i++) {
4
    // CPU를 오래 쓴다.
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  }
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}

결론: “지금 할 일”과 “나중에 할 일”을 나눠서, 화면이 멈추지 않게 만들 수 있습니다.

Why#

NOTE

I/O 작업은 결과가 바로 오지 않습니다.
그래서 “결과가 올 때까지 기다렸다가, 이후 작업을 이어 붙이는 방식”이 필요합니다.

1
// Future가 끝난 뒤에 후속 작업을 이어 붙인다.

What#

NOTE

네트워크 요청처럼 결과가 나중에 오는 작업은 Future로 다뤄집니다.
예를 들어 아래 코드는 http.get¹¹ 결과가 돌아오면 .then¹² 안에서 후속 작업을 수행합니다.

How#

TIP

1
http.get('https://example.com').then((response) {
2
  if (response.statusCode == 200) {
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    print('Success!');
4
  }
5
});

같은 흐름을 async/await로 쓰면, “기다렸다가 다음 줄로 간다”는 느낌으로 읽기 쉬워집니다.

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Future<void> checkVersion() async {
2
  var version = await lookUpVersion();
3
  // version으로 할 일
4
}

여기서 await는 “이 Future가 끝날 때까지 기다리되, event loop는 계속 돌게 한다”는 의미로 이해하면 됩니다.

Watch out#

WARNING

await를 쓸 때는 “이 시점에서 결과가 필요하다”는 뜻이 됩니다.
즉, 결과가 필요 없는 작업이라면 무조건 await를 붙이는 습관은 피하는 편이 좋습니다.

결론: 콜백 체인보다 코드 흐름이 단순해지고, 예외 처리도 한 덩어리로 묶기 쉬워집니다.

Why#

NOTE

값이 한 번만 오는 게 아니라, 시간이 지나면서 여러 번 들어오는 상황이 있습니다.
이때는 Future 하나로는 표현이 어렵습니다.

1
// 이벤트가 여러 번 들어오는 흐름을 다룬다.

What#

NOTE

Stream은 시간이 지나면서 값이 여러 번 도착하는 상황을 다룹니다.
예를 들어 서버 요청이 연속으로 들어오거나, 이벤트가 계속 발생하는 경우가 여기에 해당합니다.

How#

TIP

await for를 사용하면 Stream에서 값이 도착할 때마다 블록을 반복 실행할 수 있습니다.

1
await for (varOrType identifier in expression) {
2
  // stream이 값을 방출할 때마다 실행된다.
3
}

이때 await for는 async 함수 안에서만 쓸 수 있습니다.

Watch out#

WARNING

Stream은 “여러 번 올 수 있다”는 성질이므로, 언제 끝나는지도 설계에 포함돼야 합니다.
즉, 끝나지 않는 Stream을 기다리는 코드라면 종료/취소 흐름을 고려해야 합니다.

결론: “반복해서 들어오는 이벤트”를 자연스러운 반복문 형태로 다룰 수 있습니다.

Why#

NOTE

비동기는 “대기”를 잘 다루는 모델입니다.
하지만 CPU를 오래 쓰는 작업이 있으면, 단일 흐름만으로는 다른 작업이 늦어질 수 있습니다.

1
// CPU를 오래 쓰는 작업은 메인 흐름을 늦출 수 있다.

What#

NOTE

이럴 때 Isolate를 사용하면 별도의 실행 단위로 작업을 분리할 수 있습니다.
새로 만든 Isolate는 분리된 메모리를 가지며, 메시지로 통신합니다.

How#

TIP

4-1) 간단한 분리: Isolate.run#

Isolate.run¹³은 기존 함수를 새로운 isolate에서 실행하고 결과를 돌려받는 형태입니다.

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import 'dart:convert';
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import 'dart:io';
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import 'dart:isolate';
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const String filename = 'with_keys.json';
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Future<void> main() async {
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  // 파일을 읽고 JSON으로 파싱하는 작업을 다른 isolate로 보낸다.
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  final jsonData = await Isolate.run(_readAndParseJson);
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  // 결과를 받아서 사용한다.
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  print('Number of JSON keys: ${jsonData.length}');
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}
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Future<Map<String, dynamic>> _readAndParseJson() async {
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  final fileData = await File(filename).readAsString();
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  final jsonData = jsonDecode(fileData) as Map<String, dynamic>;
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  return jsonData;
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}

4-2) 더 직접적인 통신: ReceivePort/SendPort와 Isolate.spawn#

Isolate.spawn¹⁴으로 isolate를 만들고, ReceivePort/SendPort로 메시지를 주고받을 수 있습니다.

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Future<void> spawn() async {
2
  final receivePort = ReceivePort();
3
  receivePort.listen(_handleResponsesFromIsolate);
4
  await Isolate.spawn(_startRemoteIsolate, receivePort.sendPort);
5
}

Watch out#

WARNING

Isolate는 메모리가 분리되어 있어서, “변수를 공유해서” 상태를 맞추는 방식이 아닙니다.
즉, 결과/명령은 SendPort/ReceivePort로 메시지로 주고받아야 합니다.

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final receivePort = ReceivePort();
2
await Isolate.spawn(_startRemoteIsolate, receivePort.sendPort);
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4
receivePort.listen((message) {
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  print('받은 메시지: $message');
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});

결론: 긴 작업을 분리해도 메인 흐름이 멈추지 않아, 반응성이 좋아집니다.