Python 동기(Synchronous)와 비동기(Asynchronous) (1)

이번 포스팅은 인프런 강좌인

파이썬 동시성 프로그래밍 : 데이터 수집부터 웹 개발까지 (feat. FastAPI)에서 배운 내용을 기반으로 정리한 것입니다.

동기와 비동기란?

동기(Synchronous)란,
“순서대로 작동하는 것”을 연상할 수 있습니다.

비동기(Asynchronous)란,
“순서대로 작동하지 않는 것”을 연상할 수 있는데, 이를 파이썬 코드에 적용한다면,

코드가 작성된 순서대로 작동하지 않는 것을 의미합니다.

이를 파이썬 코드와 함께 살펴보겠습니다.

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동기와 비동기 코드 예제

음식 배달을 하는 상황을 가정해 보겠습니다.
A, B, C의 사람에게 각각 음식을 배달할 것이고, 이를 동기적 코드로 작성해보면 다음과 같습니다.

동기적(Synchronous)

import time

def delivery(name, mealtime):
    print(f"{name}에게 배달 완료!")
    time.sleep(mealtime)
    print(f"{name} 식사 완료, {mealtime}시간 소요...")
    print(f"{name} 그릇 수거 완료")


def main():
    delivery("A", 1)
    delivery("B", 2)
    delivery("C", 3)


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    print(main())
    end = time.time()
    print(end - start)

이에 대한 결과는 아래와 같습니다.

A에게 배달 완료!
A 식사 완료, 1시간 소요...
A 그릇 수거 완료
B에게 배달 완료!
B 식사 완료, 2시간 소요...
B 그릇 수거 완료
C에게 배달 완료!
C 식사 완료, 3시간 소요...
C 그릇 수거 완료
None
6.02433443069458

위의 출력결과를 살펴보면, A에게 배달을 하고, A가 식사를 마칠 때까지 기다립니다.
그 다음, A의 작업이 마무리되면 B로 배달을 하고, 같은 작업을 C까지 반복합니다.
결론적으로, 동기적 코드에서는 A->B->C 의 순서대로 코드가 실행되는 것을 알 수 있습니다.

그렇다면 위의 상황을 비동기적 코드로 작성하면 어떨까요?

비동기적(Asynchronous)

import time
import asyncio


async def delivery(name, mealtime):
    print(f"{name}에게 배달 완료!")
    await asyncio.sleep(mealtime)
    print(f"{name} 식사 완료, {mealtime}시간 소요...")
    print(f"{name} 그릇 수거 완료")
    return mealtime


async def main():

    result = await asyncio.gather(
        delivery("A", 1),
        delivery("B", 2),
        delivery("C", 3),
    )

    print(result)


if __name__ == "__main__":
    start = time.time()
    asyncio.run(main())
    end = time.time()
    print(end - start)

이에 대한 출력은 다음과 같습니다.

A에게 배달 완료!
B에게 배달 완료!
C에게 배달 완료!
A 식사 완료, 1시간 소요...
A 그릇 수거 완료
B 식사 완료, 2시간 소요...
B 그릇 수거 완료
C 식사 완료, 3시간 소요...
C 그릇 수거 완료
[1, 2, 3]
3.0190625190734863

두 코드의 결정적인 차이는 바로 마지막 결과인 시간입니다.

동기적 코드 : 6초 비동기적 코드 : 3초

같은 작업을 수행하는데에 있어 비동기적 코드가 2배가량 빠르게 처리했습니다.

이 부분에서 비동기적 프로그래밍의 필요성을 살펴볼 수 있습니다.
비동기적인 경우, 작성된 코드의 순서대로 작동하지 않기 때문에 주어진 태스크를 더 빠르게 수행할 수 있습니다.

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그렇다면 어떻게 비동기적 코드를 짜고, 어떤 상황에 활용할 수 있을까요?
이 해답을 위해 비동기 코드에서 사용된 asyncio 라이브러리에 대한 설명과 그 활용법에 대해서 다음 포스팅에 이어서 살펴보겠습니다.

Keep Steady & Do not give up