[Kotlin] 7. 코틀린의 코루틴과 비동기 프로그래밍

이번 글에서는 코틀린에서 비동기 작업을 효율적으로 처리할 수 있는 코루틴(Coroutines)을 다루어 보겠습니다. 코루틴은 비동기 프로그래밍을 쉽고 읽기 좋게 만드는 코틀린만의 강력한 기능입니다.

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1. 코루틴이란?

코루틴은 경량 스레드라고 생각할 수 있습니다. 스레드보다 훨씬 가볍고 효율적이며, 수천 개의 코루틴을 동시에 실행할 수도 있습니다.

(1) 주요 특징

• 비동기 코드를 동기 코드처럼 작성할 수 있습니다.
• 기본적으로 스레드 차단(blocking)이 없으므로 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다.
• suspend 함수를 사용해 중단 가능한 작업을 작성합니다.

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2. 코루틴 시작하기

코틀린에서 코루틴을 사용하려면 kotlinx.coroutines 라이브러리를 추가해야 합니다.

Gradle 설정:

implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core:1.7.3")

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(1) 코루틴 기본 사용법

코루틴은 launch나 async와 같은 빌더를 사용해 실행합니다.

1) launch

launch는 결과를 반환하지 않는 코루틴을 실행합니다.

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch {
        delay(1000L) // 1초 대기 (비동기)
        println("World!")
    }
    println("Hello,")
}

출력:

Hello,
World!

• delay는 현재 코루틴을 잠시 중단합니다.
• runBlocking은 메인 스레드에서 코루틴이 끝날 때까지 기다립니다.

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2) async

async는 결과를 반환하는 코루틴을 실행합니다.

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    val result = async {
        delay(1000L)
        42 // 반환 값
    }
    println("Result: ${result.await()}") // 결과를 기다림
}

출력:

Result: 42

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3. suspend 함수

delay와 같은 코루틴 함수는 suspend로 선언됩니다. suspend 함수는 다른 suspend 함수나 코루틴 블록에서만 호출할 수 있습니다.

suspend fun fetchData(): String {
    delay(1000L)
    return "Data loaded"
}

fun main() = runBlocking {
    println(fetchData())
}

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4. 코루틴 컨텍스트와 디스패처

코루틴은 실행 환경을 지정할 수 있습니다. 대표적으로 다음 세 가지 디스패처를 자주 사용합니다.

(1) Dispatchers.Default

CPU 집약적인 작업(연산)을 수행할 때 사용합니다.

launch(Dispatchers.Default) {
    println("Running on Default")
}

(2) Dispatchers.IO

입출력 작업(파일, 네트워크)을 처리할 때 사용합니다.

launch(Dispatchers.IO) {
    println("Running on IO")
}

(3) Dispatchers.Main

UI와 관련된 작업을 처리할 때 사용합니다(Android에서 주로 사용).

launch(Dispatchers.Main) {
    println("Running on Main")
}

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5. 구조화된 동시성(Structured Concurrency)

코루틴은 부모-자식 관계로 묶어 관리할 수 있습니다. 이를 통해 에러 처리를 안전하게 하고 리소스를 효율적으로 관리할 수 있습니다.

fun main() = runBlocking {
    launch {
        delay(1000L)
        println("Task 1 completed")
    }
    launch {
        delay(500L)
        println("Task 2 completed")
    }
    println("Parent coroutine completed")
}

출력:

Parent coroutine completed
Task 2 completed
Task 1 completed

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6. 에러 처리

코루틴에서 에러는 부모-자식 관계에 따라 전파됩니다. 예외를 안전하게 처리하려면 try-catch나 supervisorScope를 사용합니다.

try-catch 사용

fun main() = runBlocking {
    try {
        launch {
            throw Exception("Error occurred")
        }
    } catch (e: Exception) {
        println("Caught: ${e.message}")
    }
}

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7. 예제: 비동기 데이터 로드

suspend fun fetchDataFromServer(): String {
    delay(1000L) // 서버에서 데이터를 가져오는 시뮬레이션
    return "Server Data"
}

suspend fun fetchDataFromDatabase(): String {
    delay(500L) // 데이터베이스에서 데이터를 가져오는 시뮬레이션
    return "Database Data"
}

fun main() = runBlocking {
    val serverData = async { fetchDataFromServer() }
    val databaseData = async { fetchDataFromDatabase() }

    println("Loaded: ${serverData.await()} and ${databaseData.await()}")
}

출력:

Loaded: Server Data and Database Data