[Swift] GCD(Grand Central Dispatch)에 대해서

안녕하세요~ 

 

오늘은 GCD에 대해서 정리하려고 합니다.

GCD의 개념과 사용법, 그리고 예시를 중심으로 정리해 보겠습니다.

 

 

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GCD의 개념

- GCD (Grand Central Dispatch)는 C기반의 저수준 API로 Apple의 다중 스레드 프로그래밍을 위한 기술입니다.

 

 

GCD는 비동기적으로 작업을 수행할 수 있는 큐(Queue)를 제공합니다.

이 큐는 바로 저희가 알고 있는 DispatchQueue입니다.

 

이 큐는 각각의 작업은 별도의 스레드에서 수행되며 아래와 같이 두 가지 종류로 나뉩니다.

 

(1) Serial Queue

 

- 큐에 추가된 작업은 한 번에 하나씩 순차적으로 실행됩니다. 다음 작업은 이전 작업이 끝나야 실행됩니다.

- main queue : UI 업데이트와 같은 메인 스레드에서 실행해야 하는 작업에 사용됩니다. 이 큐에 작업을 추가하면, 해당 작업은 메인 스레드에서 순차적으로 실행됩니다.

 

(2) Concurrent Queue

 

- 큐에 추가된 작업은 동시에 병렬적으로 실행됩니다. 이전 작업이 완료되지 않아도 다음 작업이 실행될 수 있습니다.

- global queue : 병렬적으로 작업을 실행하기 위한 큐입니다. 이 큐에 작업을 추가하면, 시스템이 사용 가능한 모든 자원을 활용하여 작업을 동시에 처리합니다.

 

GCD의 사용법

GCD를 사용하려면 앞서 설명했던 큐인 DispatchQueue를 사용합니다.

그리고 작업을 수행하는 코드를 블록으로 작성하여 큐에 추가합니다.

 

예를 들어, Serial Queue를 생성하고 작업을 추가하는 코드는 다음과 같습니다.

 

let serialQueue = DispatchQueue(label: "example")
serialQueue.async { 
   // 작업을 수행하는 코드 
}

// 위 코드에서는 label을 사용하여 큐를 생성하고, async 메서드를 사용하여 작업을 추가합니다.
// async 메서드는 작업을 비동기적으로 수행하며, 작업이 끝나면 큐에서 자동으로 제거됩니다.

// label이 아닌 GCD에서 기본적으로 제공하는 main queue를 이용하면 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

DispatchQueue.main.async {
    // UI 업데이트 등의 작업
}

 

 

Concurrent Queue를 생성하고 작업을 추가하는 코드는 다음과 같습니다.

 

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "example", attributes: .concurrent)
concurrentQueue.async {
   // 작업을 수행하는 코드 
}

// 위 코드에서는 attributes 매개 변수를 사용하여 Concurrent Queue를 생성하고
// async 메서드를 사용하여 작업을 추가합니다.

// 마찬가지로 label과 attributes가 아닌 global queue를 사용하면 다음과 같이 사용할 수 있습니다.

DispatchQueue.global(qos: .background).async {
   // 백그라운드 작업 등의 작업
}

 

Sync와 Async

- 앞서 봤던 코드들에서 사용되는 sync와 async 메서드가 있는데 이는 GCD에서 작업을 수행할 때 사용하는 메서드입니다.

 

Sync : 큐에 작업을 동기적으로 추가하여 해당 작업이 완료될 때까지 다른 작업을 대기하게 합니다.

Async : 큐에 작업을 비동기적으로 추가하여 다른 작업과 동시에 실행될 수 있도록 합니다.

 

간단하게 예시를 들어보겠습니다.

 

let queue = DispatchQueue(label: "com.example.queue")

// async 예시
queue.async {
    print("Start async task")
    sleep(1) // 1초간 대기
    print("Finish async task")
}

print("야호")

// sync 예시
queue.sync {
    print("Start sync task")
    sleep(1) // 1초간 대기
    print("Finish sync task")
}

print("만세")

 

위와 같이 작성한 코드의 경우,  위에서 설명했던 것처럼

async 메서드를 사용한 작업이 큐에 추가된 직후 바로 실행이 될 것입니다.

또 이 작업이 완료되기 전까지 다른 작업은 기다릴 필요가 없기 때문에  출력 순서는 다음과 같습니다.

 

출력순서 : 야호 -> Start async task -> Finish async task

 

이와 다르게 sync 메서드를 사용한 작업은

큐에 추가된 후 해당 작업이 완료될 때까지 대기해야 하므로 다른 작업이 수행되지 않습니다.

결과적으로 다음과 같은 순서로 출력이 됩니다.

 

출력순서 : Start sync task -> Finish sync task -> 만세

 

정리하면

 

큐에 작업을 추가할 때 async 메서드를 사용하면, 작업은 큐에서 비동기적으로 실행됩니다. 작업이 완료되면 해당 작업이 완료되었다는 신호가 전달되어, 다음 작업을 처리할 수 있게 됩니다.

 

반면에, sync 메서드를 사용하면, 큐에 작업이 추가된 후, 작업이 완료될 때까지 다음 작업을 대기합니다. 작업이 완료되면 다음 작업을 처리합니다. 이렇게 함으로써, 큐에서 실행되는 작업들은 순차적으로 실행될 수 있습니다.

 

간단한 예시

GCD를 이용해 네트워크 요청을 하는 예시 코드입니다.

 

// 네트워크 요청
func fetchImage(url: URL, completion: @escaping (UIImage?, Error?) -> Void) {

    DispatchQueue.global(qos: .background).async {
        do {
            let data = try Data(contentsOf: url)
            let image = UIImage(data: data)
            completion(image, nil)
        } catch {
            completion(nil, error)
        }
    }
}

// 예시
let url = URL(string: "https://my_image.jpg")!

fetchImage(url: url) { image, error in
    if let error = error {
        return
    }
    
    DispatchQueue.main.async {
        imageView.image = image
    }
}

 

 

fetchImage 함수 내부에서 global queue를 사용하여 네트워크 요청 작업을 실행하고

이 때, main queue를 사용하여 UI 업데이트 작업을 실행하는 코드입니다.

 

오늘은 여기까지 정리해 보겠습니다!

 

global queue를 사용할 때, qos와 관련하여도 추후에 정리해서 

이 포스팅에 추가할 예정입니다.

 

그럼 이만 👋🏻👋🏻👋🏻