[Swift] Main Thread

안녕하세요, 루피입니다.

 

오늘은 Concurrency의 핵심 개념인 메인 스레드에 대해 알아보겠습니다.

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모든 프로그램의 시작점, 메인 스레드

모든 프로그램은 실행될 때 최소 하나 이상의 Thread를 갖게 되는데, 이 첫 번째 스레드를 바로 Main Thread라고 부릅니다.

 

간단한 커맨드라인 앱은 메인 스레드 하나만으로 모든 작업을 마칠 수 있지만, iOS 앱처럼 복잡한 프로그램은 여러 스레드를 사용합니다. 하지만 어떤 경우든, 앱이 실행되는 동안 메인 스레드는 항상 존재합니다.

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 UI 작업은 메인 스레드에서

가장 중요한 규칙입니다. 모든 UI 관련 작업(은 반드시 메인 스레드에서 처리해야 합니다. '가끔'이 아니라 '항상'입니다. 만약 다른 스레드에서 UI를 업데이트하려고 하면 어떻게 될까요?

• 아무 일도 일어나지 않거나
• 앱이 예기치 않게 종료되거나 (Crash)
• 화면이 깨지는 등 이상하게 동작할 수 있습니다.

이 규칙은 iOS, macOS, tvOS, watchOS를 포함한 모든 Apple 플랫폼 개발에 적용되는 철칙입니다.

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스레드를 직접 만들지 않는 이유

Swift에서는 필요하면 스레드를 직접 만들 수 있지만, 실제로는 거의 그렇게 하지 않습니다. 스레드를 직접 다루면 복잡성이 기하급수적으로 늘어나기 때문입니다.

• Context Switch 비용: CPU는 여러 스레드를 번갈아 가며 실행합니다. 이때 한 스레드의 상태를 저장하고 다른 스레드의 상태를 불러오는 과정을 '컨텍스트 스위치'라고 하며, 이 과정은 눈에 보이지 않는 성능 저하를 유발합니다.
• Thread Explosion : CPU 코어의 수보다 훨씬 많은 스레드를 생성하면, 시스템은 스레드를 관리하는 데에만 너무 많은 자원을 소모하게 되어 오히려 전체적인 성능이 떨어집니다.

이러한 이유로 현대 프로그래밍에서는 스레드를 직접 다루기보다 Queue 를 통해 작업을 관리하는 방식을 선호합니다.

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스레드 대신 '큐(Queue)'로 생각하기

스레드가 '작업을 실행하는 주체'라면, 큐는 '처리할 작업들의 작업 목록'과 같습니다.

 

큐를 사용하는 것이 더 쉬운 이유는 우리가 '무엇을' 할 것인지에만 집중할 수 있기 때문입니다. 작업이 실제로 어떤 CPU 코어에서 어떻게 실행되는지에 대한 복잡한 관리는 시스템(GCD)에 맡기고, 우리는 단지 작업을 큐에 보낼 뿐입니다.

• Serial 큐: 작업을 순서대로 하나씩 처리
• Concurrent 큐: 작업을 동시에 여러 개 처리

심지어 많은 경우, 직접 큐를 만들 필요도 없이 시스템이 제공하는 기본 큐를 사용하면 충분합니다.

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메인 스레드 vs. 메인 큐

메인 스레드와 메인 큐는 혼용되지만, 엄밀히 말해 둘은 다릅니다. 이 차이점은 평소에는 문제 되지 않지만, 복잡한 상황에서는 중요할 수 있습니다.

1. Main Queue는 보장된 길입니다.
   메인 큐에 보낸 작업은 항상 메인 스레드에서 실행되는 것이 보장됩니다. 그래서 우리가 UI 작업을 할 때 DispatchQueue.main을 사용하는 것입니다.
2. 메인 스레드는 가끔 다른 길의 작업을 처리합니다.
   메인 스레드에서 실행 중인 코드라고 해서, 그 작업이 반드시 메인 큐에서 온 것은 아닐 수 있습니다. 시스템은 효율성을 위해 다른 큐의 작업을 메인 스레드로 가져와 실행할 수도 있습니다.

따라서 UI 작업을 할 때는 현재 스레드가 메인 스레드인지 확인하는 것보다, 작업을 DispatchQueue.main에 보내는 것이 가장 확실하고 안전한 방법입니다.

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오늘도 화이팅입니다!