async: 것이 뭐인가, Deferred 및 병렬 코루틴이 작동하는 방식

Kotlin Coroutines에서 async란?

async — CoroutineScope의 확장 함수로, 결과를 반환하는 코루틴을 만듭니다. launch와 달리, async는 Deferred<T> — 미래 값을 나타내는 객체를 반환합니다. async로 시작된 코루틴은 다른 코루틴과 동시에 실행되어 계산을 병렬화할 수 있습니다.

async는 비동기 작업의 결과가 후속 처리에 필요할 때 사용됩니다: 여러 소스에서 데이터 로드, 커렉션의 일괄 처리, 여러 API에 대한 병렬 요청 등이 있습니다. Deferred는 즉시 생성되며, 코루틴이 완료된 후에 결과를 사용할 수 있습니다.

import kotlinx.coroutines.*

suspend fun String.delayedValue(): String {
    delay(1000L)
    return this
}

fun main() = runBlocking {
    val deferred: Deferred<String> = async { "Hello".delayedValue() }
    println(deferred.await())
}

async와 Deferred 구문

async의 시그니처는 launch와 유사합니다: 동일한 CoroutineContext, CoroutineStart 매개변수 및 suspend 블록입니다. 차이점은 반환 유형에 있습니다 — Job 대신 Deferred<T>를 반환하며, 여기서 T는 블록의 마지막 표현식이 반환하는 결과 유형입니다.

public fun <T> CoroutineScope.async(
    context: CoroutineContext = EmptyCoroutineContext,
    start: CoroutineStart = CoroutineStart.DEFAULT,
    block: suspend CoroutineScope.() -> T
): Deferred<T>

Deferred<T> — Job을 상속받고 await(), getCompleted(), getCompletionExceptionOrNull() 메소드를 추가하는 인터페이스입니다. await()은 suspend 함수로, 코루틴 또는 다른 suspend 함수 내에서만 호출할 수 있습니다. getCompleted()는 블로킹되지 않는 메소드로, 코루틴이 아직 완료되지 않았으면 예외를 발생시킵니다.

async로 병렬 태스크

async의 주요 장점은 태스크를 병렬로 실행할 수 있다는 점입니다. 각 작업을 순차적으로 기다리는 대신, async는 코루틴을 동시에 시작하여 전체 시간을 가장 긴 작업의 기간으로 줄입니다.

병렬 데이터 로드

일반적인 시나리오 — 세 개의 병렬 async 요청으로 사용자 프로필, 설정 및 주문 내역을 로드하는 것입니다. 세 개 모두 완료된 후 결과는 하나의 데이터 모델로 결합됩니다.

suspend fun loadUserDashboard(userId: String): Dashboard = coroutineScope {
    val profile = async { api.getProfile(userId) }
    val settings = async { api.getSettings(userId) }
    val orders = async { api.getRecentOrders(userId) }

    Dashboard(
        profile = profile.await(),
        settings = settings.await(),
        orders = orders.await()
    )
}

coroutineScope 함수는 하위 코루틴을 시작하고 결과를 반환하기 전에 완료를 기다립니다. 전체 블록은 순차적으로 아니라 병렬로 실행됩니다.

Deferred 결과 처리

Deferred는 결과를 다루기 위한 여러 메소드를 지원합니다. await() 외에도 상태 확인, 완료된 값 획득 및 Kotlin Coroutines 유틸리티 함수를 통한 여러 Deferred 집계 방법이 있습니다.

Deferred 목록을 집계하기 위해 awaitAll()이 사용됩니다 — 컬렉션 내의 모든 Deferred가 완료될 때까지 실행을 일시 중단하는 함수입니다. 하나라도 오류로 완료되면 awaitAll()이 예외를 발생시킵니다.

suspend fun <T> loadAll(requests: List<suspend () -> T>): List<T> {
    return coroutineScope {
        val deferreds = requests.map { async { it() } }
        deferreds.awaitAll()
    }
}

async와 launch의 차이점

async와 launch 사이의 선택은 코루틴 결과가 필요한지에 따라 달라집니다. launch는 Job을 반환하고 fire-and-forget 작업에 적합하며, async는 Deferred를 반환하고 데이터를 반환하는 태스크에 사용됩니다. 구문과 매개변수 측면에서 빌더는 동일합니다.

• launch → Job (결과 없음), async → Deferred<T> (결과 T)
• launch — fire-and-forget 태스크 (로깅, 캐싱, 분석 보내기)
• async — 병렬 계산 (여러 API에서 로드, 일괄 처리)
• 둘 모두 구조화된 동시성 및 CoroutineStart 매개변수를 지원
• await()은 Deferred에서만 사용 가능, launch는 결과 제공 안함

중요한 규칙: fire-and-forget에 async를 사용하지 마세요. 코루틴 결과가 필요 없다면 launch를 사용하세요. async는 Deferred를 생성하여 오버헤드를 만들며, 이런 시나리오에서는 필요 없습니다.

모바일 개발에서 async 예시

Android에서 async는 ViewModel 및 UseCases 내의 병렬 작업에 사용됩니다. 일반적인 시나리오: 모바일 개발에서의 예시, 여러 발전 작업이 있습니다.

class HomeViewModel : ViewModel() {
    fun loadHomeScreen() {
        viewModelScope.launch {
            val userData = async(Dispatchers.IO) { repository.getUserData() }
            val newsFeed = async(Dispatchers.IO) { repository.getNewsFeed() }
            val notifications = async(Dispatchers.IO) { repository.getNotifications() }

            val state = HomeState(
                user = userData.await(),
                news = newsFeed.await(),
                unread = notifications.await()
            )
            _uiState.update { state }
        }
    }
}

오류 격리를 위해 async 그룹을 coroutineScope나 supervisorScope에 감싸는 것이 권장됩니다. supervisorScope는 하나가 실패해도 나머지 async 코루틴이 계속되도록 하여 비중요 작업에 유용합니다.