Golang Go Routine

이번 포스팅의 주제는 Go Routine이다.

👉Thread

• 스레드는 프로세스의 흐름을 의미한다.
• 하나의 프로세스에 여러 개의 스레드를 가지면 멀티 스레드라 한다.
  • CPU 코어 1개에 스레드를 빠르게 전환해가며 연산하는 것.(커널 레벨)
• 스레드 전환에는 비용이 발생한다. (Context Switching)

---

Go Routine

고루틴은 OS 스레드를 사용하는 경량 스레드이다.
메인함수도 고루틴이다. (메인 고루틴)

OS 스레드 1개당 고루틴이 할당되고, 할당된 고루틴이 대기상태(시스템콜이 일어나는 경우)가 되면, OS 스레드에서 고루틴을 전환하며 동시성으로 동작한다.(큐 형식)
OS단에서 생기는 컨텍스트 스위칭보다, 스레드에서 고루틴을 전환하며 생기는 컨텍스트 스위칭 비용이 현저히 적다.

시스템 콜 : 네트워크, 파일 읽기/쓰기 등 OS 자원 사용하는 기능 호출
컨텍스트 스위칭이 일어날 때 현재 스레드의 스택 메모리를 OS 가상 메모리에 복사해온다. 고루틴은 기본적인 스택 메모리가 적다. 또한 스택 메모리를 복사해올 필요가 없어서(이미 스레드에 담겨있으니까) 컨텍스트 스위칭 비용이 적은듯!

// go 루틴 생성은 함수 앞에 go를 붙인다.
go funcName

서브 고루틴이 종료될 때까지 대기

var wg sync.WaitGroup
wg.Add(3) // 작업 개수 설정
wg.Done() // 작업이 완료되면 호출 (고루틴안에서)
wg.Wait() // Add된 수만큼 Done이 호출될 때까지 대기

💡동시성 프로그래밍의 주의점

동일한 메모리 자원을 여러 고루틴에서 접근할 때 동시성 문제 발생.
이전에 포스팅한 Mutual Exclusion (Mutex) 를 이용하여 제어한다.

Mutex 문제점

1. 동시성 프로그래밍으로 인한 성능향상을 얻을 수 없다.
   과도한 Lock으로 인해 성능이 하락하기도 한다.
2. 고루틴을 완전히 잠들게 하는 데드락 문제 발생
   어디서 발생한건지 알아채기도 힘듦……

var wg sync.WaitGroup

func main() {
	rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))

	wg.Add(2)
	fork := &sync.Mutex{}
	spoon := &sync.Mutex{}

	go diningProblem("A", fork, spoon, "포크", "수저")
	go diningProblem("B", spoon, fork, "수저", "포크")
	wg.Wait()
}

func diningProblem(name string, first, second *sync.Mutex, firstName, secondName string) {
	for i := 0; i < 100; i++ {
		fmt.Printf("%s 밥을 먹으려 합니다\n", name)
		first.Lock()
		fmt.Printf("%s %s 획득 \n", name, firstName)
		second.Lock()
		fmt.Printf("%s %s 획득 \n", name, secondName)

		fmt.Printf("%s 밥을 먹는다 \n", name)
		time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(1000)) * time.Millisecond)
	}
	wg.Done()
}

결과

A 밥을 먹으려 합니다
A 포크 획득 
A 수저 획득 
A 밥을 먹는다 
B 밥을 먹으려 합니다
A 밥을 먹으려 합니다
fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!

goroutine 1 [semacquire]:

위의 예제에선 모든 고루틴이 대기상태에 빠져 프로그램이 종료되었지만, 다른 고루틴이 하나라도 살아있으면 프로그램은 종료되지 않는다.😱

따라서 뮤텍스는 작은 범위 내에서 매우매우 조심히 사용해야 한다.

또 다른 자원관리 기법

1. 영역을 나누는 방법
   1. 칠판을 4등분하여 각각의 영역에서만 고루틴이 돌도록 제어
2. 역할을 나누는 방법
   1. 차체생산, 바퀴조립, 도색 등 역할을 나누어 제어 (채널)