1. Blocking/Non-Blocking, Synchronous/Asynchronous

목차

1. Blocking과 Non-Blocking

2. Synchronous와 Asynchronous

3. 동기/비동기 + 블로킹/논블로킹 조합

4. 항상 비동기 & 논블로킹이 좋을까?

동기와 비동기, 블로킹과 논블로킹의 차이를 I/O와 함께 알아보자. 유저 프로세스가 I/O를 호출한 경우가 이해하기 쉬워서 예시로 사용하였다.

Blocking과 Non-Blocking

🌟 A→ B에게 일을 시켰을 때, 호출한 쪽(A)이 계속 일을 하나? 아니면 기다리나? 

   ⇒ A의 제어권을 누가 가지는 지

• 만약 A가 B를 호출했을 때 (일을 시켰을 경우)

  • Non-Blocking : A가 B에게 일을 시키고, 바로 자기 원래 하던 일을 계속 한다.

  • Blocking : A는 B가 일을 다 할 때 까지 기다린다. B 작업이 다 끝나야 A는 자기 할일을 마저 한다.

다음은 유저 프로세스 진행중, I/O 작업이 호출되었을 경우의 그림이다. 이때 유저 프로세스는 자신의 작업을 중단하고 대기하는가? 아니면 계속 진행하는 가❔

image

• Non-Blocking : 유저 프로세스가 I/O를 시키고 자신의 일을 계속 한다.

• Blocking : 유저 프로세스가 I/O 작업이 끝날때까지 중단한다.

Synchronous와 Asynchronous

🌟 A→ B에게 일을 시켰을 때, 작업 결과를 누가 알려주는가? 

   ⇒ B의 결과값 처리를 누가 하는가?

• 만약 A → B 호출하였을 때,

  • Synchronous는 A가 계속 결과를 확인한다.

  • Asynchronous는 B가 알려준다. A는 자기 일만 하다가 B가 알려주면 그때 처리한다.

아래는 똑같이 유저 프로세스가 I/O 작업을 요청할 경우이다. 유저 프로세스가 I/O의 결과를 기다리는 가❔

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• Synchronous : 유저 프로세스가 I/O 결과를 계속 기다린다. 계속해서 I/O 작업이 완료되었는 지 확인한다.

• Asynchronous : 유저 프로세스가 결과를 기다리지 않는다. I/O가 알아서 작업 후, 결과를 알림으로 알려준다. 유저 프로세스는 알림이 오면 그때 I/O 결과를 가지고 필요한 처리를 한다.

동기/비동기 + 블로킹/논블로킹 조합

• 동기 & 블로킹

  • A가 B를 호출할 경우, A는 대기하면서 B의 결과를 계속 물어본다(기다린다).

  • ex) 자바 콘솔창에서 입력 받는 경우

• 동기 & 논블로킹

  • A가 B를 호출할 경우, A는 자기 할일을 하면서 B의 결과를 계속 물어본다(기다린다).

  • ex) 대규모 사용자들에게 푸시 메세지를 전송할 경우

• 비동기 & 논블로킹

  • A가 B를 호출할 경우, A는 다른 일을 하면서 B가 알아서 자기 결과를 알려준다.

  • ex) ajax, 콜백함수

항상 비동기 & 논블로킹이 좋을까?

서비스마다 다르다고 볼 수 있다. 비동기/논블로킹이 스레드가 일을 쉬지 않고 계속하므로 효율적이지만, 다음의 경우를 보자. 배달 어플에서 주문하는 상황이다.

1️⃣ 지역 선택 → 2️⃣ 가게 선택 → 3️⃣ 메뉴 선택 → 4️⃣ 결제

이 순서로 선택/검색하고 진행해야한다. 앞 단계가 끝나지 않으면, 뒷 단계를 진행할 수 없고(동기), 사용자의 선택을 기다리는 동안 할 다른 작업도 없으니 대기한다(블로킹).

이는 동기적인 작업이다. 즉, 1 → 2 → 3→ 4 가 각 스텝에서의 결과값을 받아서 일해야 한다. 위 예시에서 가게를 선택하지 않으면, 메뉴를 선택할 수 없다. 이처럼 앞 단계의 결과값을 못 받으면, 어차피 다음 일을 하지 못한다(동기). 그리고 중간중간 이러한 대기 시간이 아까워서 아예 다른 작업을 수행한다면, 그 비용이 더 비싸다. (오히려 논블로킹이라면 오버헤드가 발생한다) 차라리 사용자의 선택을 기다리는 게 더 효율적이다.

반면 웹서비스라면, 유저 프로세스에서 I/O 작업도 많이 이루어지고, 비동기적으로 여러 서비스를 오가며 사용한다. 이런 경우라면 한 스레드를 많이 활용할 수 있는 비동기/논블로킹 방식이 유리하다.

따라서 비동기/논블로킹이 비동기 작업(웹서비스)에서는 스레드를 많이 활용하여 효율적이나, 동기적인 작업(배달주문)에서 맞지 않다.

Reference

• https://inpa.tistory.com/entry/👩‍💻-동기비동기-블로킹논블로킹-개념-정리#동기_&비동기+블로킹&_논블로킹_조합

• https://jiwondev.tistory.com/262

• https://intrepidgeeks.com/tutorial/blocking-nonblocking-sync-async

• https://velog.io/@tkadks123/Java-NIO에-대해-알아보자-22

• https://musma.github.io/2019/04/17/blocking-and-synchronous.html

• https://deveric.tistory.com/99

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