Thread design 02 - 잠금을 고민하지 않는 프로그래밍

Thread design에 대한 이해는, 기본적으로 잠금 정책에 over head를 이해하고 있느냐에서 출발한다고 생각합니다.

잠금 기반 프로그래밍은, 자주 사용하는 코드가 잠기게 될수록 성능이 수직 하향합니다. 대기 하느라, 제대로 된 퍼포먼스를 낼 수 없다는 얘기죠.

그렇게 하지 않기 위해, 객체 간에 잠금에 신경쓰지 않게끔, 객체 간 접점을 줄여주어야 합니다.

좋은 Thread design의 목표는 어떻게 잡아야 할까요?

  • 접점 최소화
  • 손쉬운 비동기 처리
  • 의도한 대로 순차 처리 (순서가 중요한 동작의 순서 보장)

디테일하게 나열하자면 얼마든지 많겠지만, 저는 위 세가지 목표가 보장된 기반 코드는, 컨텐츠 구현 시에 필요한 요구 사항을 다수 충족 시킬 수 있습니다.

이런 문제가 현세대 멀티스레드 프로그래밍의 최선이라고 여겨졌는지, 많은 솔루션이 이런 니즈를 충족시키는 데에 최적화되서 개발이 되었습니다.

node.js는 무거운 작업마다 비동기로 던지고, 그 결과 값을 바탕으로 진행할 다음 작업을 지정함으로써 잠금과 순서를 고민하지 않는 프로그래밍을 유도하고 있습니다. 만약 무거운 작업을 비동기로 처리하지 않는다면, 프로그래머의 실수라고 규정 짓는 가이드라인을 제시했습니다.

erlang도 마찬가지입니다. 기본적으로 메시지로만 통신을 유도하면서, 각 작업 간에 겹치는 상황을 제거함으로써, 잠금을 고민하지 않도록 했죠.

이렇게 할때의 언어에 구애 받지 않는 핵심은, 작업마다 독립적으로 동작할 수 있어야 한다는 점입니다.

로직을 작성하는 데에 있어서, 이 객체마다 잠금을 걸었다 풀어주는 과정은 잠재적 성능 저하 지점을 만드는 과정이라 볼 수 있습니다.

아무리 측정을 자주 하는 팀이라 할지라도, 기존에 (논리적으로도, 성능 적으로도) 잘 동작하던 코드가 병목이 될 수 있는지 여부는 의심을 덜하기 마련이기 때문이죠.

그런 잠재적 우려 지점을 변수가 추가될 때 마다 늘리는 방식은 결코 좋다고 보기 어렵다는 결론에 도달해, 현재의 모델이 최선이라고 느끼는 상황이죠.

애초에 작업들이 모두 작게 쪼개져 있고, 그간에 영향을 받지 않는다고 확신 할 수 있다면 당연하게도 대기 없는 비동기 처리가 가능해집니다.

로직을 작성하는 사람이 고민해야 될 대상중에 순서만이 남은 것이죠.

작업들을 비동기로 분리하고 난 뒤의 로직의 순서 조절은 상대적으로 쉬운 문제가 됩니다. 결합도를 고민하지 않아도 되는 상황이 되어버렸기 때문에, 순서 보장 기능을 라이브러리나 프레임워크 단에서 지원 (혹은 스크립팅으로 조절) 해주기 쉽고, 그렇지 않은 경우에 구현하는 문제도 순서 보장 작업끼리 같은 큐를 사용하게만 해줘도 되는 것이죠.

요약하자면 비동기 프로그래밍에서의 성능을 장점으로 삼는 다수의 언어와 프레임워크가 내린 합리적인 선의 비동기 프로그래밍은, 작업간 결합도를 줄인 후, 작업을 병렬로 수행해 성능 향상을 노리는 쪽으로 가고 있습니다.

제 생각도, 합리적인 선의 선택이라고 보여집니다. 극한의 성능도 중요하지만, 로직 작성의 난이도를 낮추는 것도 중요한 문제거든요. 실수할 여지를 줄이는 장점도 물론 옵션이겠고요.

지금까지 thread-design에서의 잠금 최소화 프로그래밍에 대해 알아보았습니다.

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