비동기 프로그래밍이란?
비동기 모델에서는 여러 가지 일이 동시에 일어날 수 있습니다. 프로그램에서 오래 실행되는 함수를 호출해도 실행 흐름이 차단되지 않고 프로그램이 계속 실행됩니다. 함수가 완료되면 프로그램은 결과를 알고 액세스합니다.
위 그림에서 왼쪽은 동기 함수의 실행 흐름, 오른쪽은 비동기 함수의 실행 흐름을 나타냅니다. 동기 함수의 경우, 요청1에 대한 응답이 주어질 때까지 기다렸다가 요청 2를 처리합니다. 비동기 함수는 요청1을 보낸 다음 응답이 올 때까지 기다리지 않고 바로 요청2를 처리합니다. 그 후, 응답 1과 응답2가 도착하면 결과를 바로 확인합니다.
비동기 함수를 사용하면, 프로그램 외부에서 작업이 끝나길 기다리는 동안에 다른 작업을 수행할 수 있기 때문에 효율적으로 작업을 수행할 수 있다는 장점이 있습니다.
비동기 작동 방식
코루틴은 실행 중에 일시 중지했다가 다시 시작할 수 있는 파이썬의 함수입니다. 코루틴은 여러 함수를 동시에 실행할 수 있도록 주기적으로, 또는 비동기 런타임이 유휴 상태일 때, 각각의 코루틴이 자발적으로 제어권을 넘겨주는 협력적 멀티태스킹(Cooperative multitasking)에 사용됩니다.
따라서 코루틴과 스레드는 매우 비슷한 일을 수행합니다. 다만 스레드의 경우 운영 체제가 스레드 간에 작업을 전환하는 런타임 환경을 가지고 있습니다. 반면 코루틴의 경우 코루틴 전환 시점은 코드에 따라 결정됩니다. 코드상에 설정된 시점에 작업을 일시 중단했다가 다시 시작하는 방식으로 여러 작업을 동시적으로 수행합니다.
러스트 역시 운영체제가 아닌 비동기 런타임에서 관리하는 태스크를 사용해 비동기 함수를 실행합니다. 코루틴과 마찬가지로 협력적 멀티태스킹에 사용됩니다.
협력적 멀티태스킹이란, 멀티태스킹에 참여하는 주체들이 언제든 자신의 실행을 자발적으로 멈추고 다른 주체에게 실행 권한을 넘기는 방식을 의미합니다. 운영체제에서는 스케줄러가 어떤 스레드가 언제 작업을 실행하고 종료할지를 관리하기 때문에 멀티스레딩을 협력적 멀티태스킹이 아닙니다.