8.1. 협력적 동시성¶

Asyncio의 스케줄링 모델은 선점형(preemptive) 이 아니라 협력형(cooperative) 입니다. 이 구분은 이 섹션의 나머지 부분이 그 위에 구축되는 가장 중요한 사고 모델이므로, 코드가 등장하기 전에 확실히 짚고 넘어갈 가치가 있습니다.

8.1.1. 선점형 대 협력형¶

선점형(preemptive) 스케줄러 — 데스크톱 운영체제가 여러 프로그램을 동시에 실행하기 위해 사용하는 종류 — 는 현재 실행 중인 코드 조각을 어느 순간에든 일시 중지하고 다른 코드로 전환할 수 있습니다. 실행 중인 코드는 특별한 일을 할 필요가 없으며, 스케줄러가 그것을 중단시킵니다. 이는 선점형 스케줄링을 매우 유연하게 만들지만(어떤 코드 조각도 느리다는 이유로 다른 것을 굶길 수 없음), 동시에 모든 공유 변수가 신중하게 보호되어야 함을 의미합니다. 전환이 어디서든 일어날 수 있기 때문입니다 — 심지어 값을 쓰는 도중이나 리스트를 읽는 도중에도 말입니다.

협력형(cooperative) 스케줄러는 현재 실행 중인 조각이 명시적으로 제어권을 되돌려 주는 지점에서만 코드 조각들 사이를 전환할 수 있습니다. asyncio에서 그러한 지점은 모든 await 와 내부적으로 양보하는 코루틴에 대한 모든 호출(가장 흔하게는 asyncio.sleep())입니다. 두 await 사이에서 실행 중인 코루틴은 CPU를 독차지합니다.

여기서 두 가지 결과가 도출됩니다:

await를 전혀 하지 않는 코루틴은 결코 일시 중지되지 않습니다. 코루틴이 내부에 await 없이 빡빡한 루프에 머물러 있으면 스케줄러를 독점하여 다른 어떤 것도 진행되지 못합니다. 해결책은 루프의 적절한 지점에서 await asyncio.sleep_ms(0) (또는 다른 대기 호출)를 하는 것입니다.
공유 상태는 await 사이에서 안전합니다. 두 코루틴은 await 가 없는 연산의 도중에 서로 끼어들 수 없습니다. 선점이 다단계 업데이트의 중간에 떨어질 때 발생하는 종류의 손상 — 한 코드 조각이 값을 읽는 동안 다른 코드가 그것을 변경하는 도중인 경우 — 은 여기서 단순히 일어날 수 없습니다. 여러 코루틴이 await 전반에 걸쳐 자원을 공유해야 할 때는 여전히 코루틴 간 조율이 필요하지만, 한 줄의 중간에서 끼어드는 문제는 적용되지 않습니다.

8.1.2. 세 가지 계층¶

모든 asyncio 스크립트는 동일한 세 가지 계층으로 구성됩니다. 다음 두 페이지에서 이들을 자세히 다루며, 여기서는 그것들을 읽으면서 염두에 둘 명칭만 소개합니다.

코루틴(Coroutines) — async def 로 선언된 함수로, 각각 적절한 곳에서 await하는 자체 완결적인 작업 단위입니다. Python 개요에서 async/await 키워드를 소개했습니다. asyncio에서 이들은 코루틴이 스케줄러로 양보하는 방식입니다.
태스크(Tasks) — asyncio.create_task() 가 코루틴을 감싸 현재 코루틴과 동시에 스케줄링하는 래퍼입니다. 애플리케이션은 일반적으로 장기 실행 작업(스냅샷 루프, 네트워크 클라이언트, UART 리더 등)을 위해 몇 개의 태스크를 생성합니다.
이벤트 루프(The event loop) — 어떤 코루틴이 대기 중이고 어떤 것이 실행 준비가 되었는지 추적하며 모든 await 마다 태스크 간을 전환하는 그 아래의 엔진입니다. 애플리케이션은 루프를 작성하지 않으며, 최상위 코루틴을 asyncio.run() 에 넘기면 루프가 거기서부터 모든 것을 구동합니다.

애플리케이션을 그런 방식으로 — 이벤트 루프가 구성하는 작은 코루틴 집합으로 — 설명하면, 동시성은 애플리케이션이 단계별로 관리해야 하는 무언가가 아니라 프로그램 형태의 한 속성이 됩니다.