golang 스터디 7주차(고루틴과 동시성 프로그래밍 / 채널과 컨텍스트)

채널과 컨텍스트는 Go 언어에서 동시성 프로그래밍을 도와준다. 채널은 고루틴 간 메시지를 전달하는 메시지큐다. 채널을 사용하면 뮤텍스 없이 동시성 프로그래밍이 가능하다. 컨텍스트는 고루틴에 작업을 요청할 때 작업 취소나 작업 시간 등을 설정할 수 있는 작업 명세서 역할을 한다. 채널과 컨텍스트를 사용해 특정 데이터를 전달하거나 특정 시간 동안만 작업을 요청하거나 작업 취소를 요청할 수 있다.

25.1 채널 사용

채널은 고루틴끼리 메시지를 전달할 수 있는 메시지큐.

25.1.1 채널 인스턴스 생성

채널 인스턴스를 만드는 방법은 아래와같다.

go
var messages chan string = make(chan string)

go
var messages chan string = make(chan string)

채널은 슬라이스 / 맵과 같이 make 함수로 만들 수 있다. chan 이 타입 string 과 같이 사용되었음에 주목. 위의 messages 는 string 타입 메시지를 전달하는 채널 타입

이렇게 만들어진 채널에 데이터를 넣기 위해서는 <- 연산자를 사용한다. 반대로 데이터를 빼는것도 가능하다.

go
// NOTE: 채널에 데이터 전송
messages = "This is messages"
 
// NOTE: 채널에서 데이터 빼오기
var msg string = <- messages

go
// NOTE: 채널에 데이터 전송
messages = "This is messages"
 
// NOTE: 채널에서 데이터 빼오기
var msg string = <- messages

25.1.4 채널 크기

채널을 생성할 때 크기를 명시적으로 주지 않으면 크기가 0 인 채널이 만들어진다. 채널의 크기가 0 이라는건 데이터를 보관할 곳이 없기 때문에 데이터를 빼 갈 때 까지 계속 기다리게 된다.

go
package main
 
import (
	"fmt"
)
 
func main() {
	fmt.Printf("\n Case 0. endless wait \n")
	ch := make(chan int)
	ch <- 10
	fmt.Println("--------- end main function -----------")
 
}

go
package main
 
import (
	"fmt"
)
 
func main() {
	fmt.Printf("\n Case 0. endless wait \n")
	ch := make(chan int)
	ch <- 10
	fmt.Println("--------- end main function -----------")
 
}

참고로 위 코드를 실행하면 에러가 뜨면서 종료된다. 왜냐면 어차피 무한 대기할 걸 알기 때문에 강제로 종료시킴

25.1.5 버퍼를 가진 채널

위의 예제에서 버퍼의 크기가 0 이면 데이터를 가져갈 때 까지 계속 대기한다는걸 봤다. 엄밀히 말하면 크기가 0 이어서 대기에 빠지는게 아니라 버퍼를 벗어난 데이터를 빼지 않았기 때문에 영원히 대기에 빠진것. 즉, 버퍼의 크기를 2로 해도 빠지지 않고 넣기만 한다면 위와 동일한 문제가 생긴다.

만약 버퍼의 크기가 2일 때 하나의 데이터가 들어온다면 어떻게 될까? 프로그램은 바로 종료된다. 아래를 보자

go
package main
 
import (
	"fmt"
)
 
func main() {
	ch := make(chan int, 2)
	ch <- 10
	fmt.Println("--------- end main function -----------")
}

go
package main
 
import (
	"fmt"
)
 
func main() {
	ch := make(chan int, 2)
	ch <- 10
	fmt.Println("--------- end main function -----------")
}

위의 예제와 다르게 크기를 2로 주고 메시지를 하나만 건네줬기 때문에 프로그램은 바로 종료.

25.1.6 채널에서 데이터 대기

채널을 다루는 기법으로 for 을 사용해보자. for xx := range channel 을 이용하면 채널에 값이 들어오기를 기다리고, 값이 들어오면 구문을 실행시킬 수 있다.

go
package main
 
import "fmt"
 
func execInGoroutine(ch chan int) {
	for n := range ch {
		fmt.Printf("in func...%d\n", n)
	}
}
 
func main() {
	fmt.Printf("-------- with buffer --------\n")
	ch := make(chan int)
	go execInGoroutine(ch)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Printf("-------- insert to channel %d\n", i)
		ch <- i
	}
	close(ch)
}

go
package main
 
import "fmt"
 
func execInGoroutine(ch chan int) {
	for n := range ch {
		fmt.Printf("in func...%d\n", n)
	}
}
 
func main() {
	fmt.Printf("-------- with buffer --------\n")
	ch := make(chan int)
	go execInGoroutine(ch)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Printf("-------- insert to channel %d\n", i)
		ch <- i
	}
	close(ch)
}

메인고루틴에서 반복문을 돌면서 채널에 값을 10 번 넣는다. 그러면 고루틴에서 채널을 통해 값을 받고, 그 결과를 출력한다. 만약 채널이 한개가 아니라 여러개면 어떻게 해야될까? 그럴 때는 select 를 사용하면 된다.

25.1.7 select 문

go
package main
 
import "fmt"
 
func execInGoroutine(ch chan int, quit chan bool) {
	for {
		select {
		case n := <-ch:
			fmt.Printf("------ in func %d\n---", n)
		case <-quit:
			fmt.Printf("------ quit -------------\n")
			return
		}
	}
}
 
func main() {
	fmt.Printf("-------- with buffer --------\n")
	ch := make(chan int)
	quit := make(chan bool)
 
	go execInGoroutine(ch, quit)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		if i == 5 {
			quit <- true
			close(ch)
			return
		}
		fmt.Printf("-------- insert to channel %d\n", i)
		ch <- i
	}
}

go
package main
 
import "fmt"
 
func execInGoroutine(ch chan int, quit chan bool) {
	for {
		select {
		case n := <-ch:
			fmt.Printf("------ in func %d\n---", n)
		case <-quit:
			fmt.Printf("------ quit -------------\n")
			return
		}
	}
}
 
func main() {
	fmt.Printf("-------- with buffer --------\n")
	ch := make(chan int)
	quit := make(chan bool)
 
	go execInGoroutine(ch, quit)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		if i == 5 {
			quit <- true
			close(ch)
			return
		}
		fmt.Printf("-------- insert to channel %d\n", i)
		ch <- i
	}
}

위의 예제를 i 가 5 가 되는 시점에 quit 채널을 통해 값이 들어가게 되므로, execInGoroutine 함수의 select 문의 quit 에 걸리게 된다. 그리고 ------quit------- 이 출력되고 프로그램은 종료된다.

25.2 컨텍스트 사용하기

context 는 context 패키지에서 제공하는 기능으로, 작업을 지시할 때 작업 가능 시간, 취소 등의 조건을 지시할 수 있는 명세서 역할을 한다.

go
package main
 
import (
	"context"
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
 
var wg sync.WaitGroup
 
func execInGoroutine(ctx context.Context) {
	tick := time.Tick(time.Second)
	for {
		select {
		case <-ctx.Done():
			fmt.Println("done")
			wg.Done()
			return
		case <-tick:
			fmt.Println("tick")
		}
	}
}
 
func main() {
	wg.Add(1)
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
	defer cancel()
 
	go execInGoroutine(ctx)
	wg.Wait()
}

go
package main
 
import (
	"context"
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)
 
var wg sync.WaitGroup
 
func execInGoroutine(ctx context.Context) {
	tick := time.Tick(time.Second)
	for {
		select {
		case <-ctx.Done():
			fmt.Println("done")
			wg.Done()
			return
		case <-tick:
			fmt.Println("tick")
		}
	}
}
 
func main() {
	wg.Add(1)
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 1*time.Second)
	defer cancel()
 
	go execInGoroutine(ctx)
	wg.Wait()
}

context 에 3초의 타임아웃을 건 예제.

golang 스터디 7주차(고루틴과 동시성 프로그래밍 / 채널과 컨텍스트)

Chapter 24. 고루틴과 동시성 프로그래밍

24.2 고루틴 사용

24.2.1 서브 고루틴이 종료될 때까지 기다리기

24.4 동시성 프로그래밍 주의점

24.5 뮤텍스를 이용한 동시성 문제 해결

25. 채널과 컨텍스트