Welcome to Parallel C#(7) - Excuse me.

C# Parallel Programming 2010. 6. 14. 09:00 Posted by 알 수 없는 사용자

- 뭐, 미안하다고?

선진국에 가보면, 약간만 부딛힐 듯한 상황이라면, 서로 'Excuse me', '스미마셍'같이 서로를 배려하는 모습을 볼 수 있습니다. 우리나라에서는 아직 길을 걸으면서 뒷 사람에게 담배연기를 선사한다던가, 뭐 그리 급한지 보행자일 때는 운전자를, 운전할 때는 보행자를 씹으면서 급하게 서두르는 모습을 쉽게 볼 수 있습니다. 층간소음이 일어나면 오히려 윗집이 더 큰소리를 치기도 하죠. 시민의식으로 겨루는 한일전에서도 완승을 거뒀으면 좋겠다는 생각을 합니다만, 저 역시 모범시민은 아니기에 같이 노력해야겠죠. 어허허허헣. 오늘은 닷넷이 예절을 얼마나 잘 지키는 지, 한번 살펴보겠습니다.


- Stop it, Now!

위 소제목을 보시고, 잭 바우어를 떠올렸다면, 24시의 팬이시겠군요. 잭 바우어는 너무나도 급한 상황을 많이 만나는데요, 상대방에게는 정말 미안하지만, 상황을 해결하기 위해서 윽박지르고, 때로는 때리고, 아주 때로는 다리를 쏘는 등등등! 의 방법을 사용합니다.

아흙. 닷넷의 멀티 스레드 환경을 한번 생각해보죠. 여러개의 스레드가 작업을 처리하는 동안, 하나의 스레드는 사용자의 UI에서 입력을 기다립니다. 그리고 사용자가 취소버튼을 누르면, 사용자의 의지를 이어받아서 다른 스레드들을 취소해야 하는데요. 기존의 .NET 3.5까지는 작업 중인 스레드를 취소하는 게 매우 무례했습니다. 취소해야 할 때는 기냥 바로 끼어들어서 취소해버렸기 때문이죠. 그렇게 하면, 데이터 업데이트가 이뤄지는 도중에 취소되어서 부분적으로만 데이터가 업데이트 된다든지, 자원해제가 제대로 안 된다든지 하는 부작용의 위험이 항상 존재합니다. 그래서 가능하면, 다른 방법이 전혀 없을 때, 이렇게 하는 것이 좋겠죠?

물론 기존의 방식도 여전히 활용가능하지만, 이젠 닷넷이 많이 예의를 갖췄습니다. 닷넷 4.0에 새롭게 추가된 PLINQ나 TPL을 사용하는 경우에는 취소 요청 접근법(cancellation request approach)만 사용할 수 있는데요, 이런 방식을 협력적인 취소(cooperative cancellation)이라고 합니다. 즉, 한 스레드가 다른 스레드를 강제로 종료시키는 게 아니라, 작업 취소 API를 통해서 작업을 취소해줄 것을 요청하는 것이죠. 취소 플래그를 통해서 취소요청을 받은 작업은 취소요청에 어떻게 응답할 것인지 선택할 수 있습니다. 예제를 하나 보시죠.

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace Exam11
{
    class Program
    {
        static void PrintDash(CancellationToken cancellationToken)
        {
            cancellationToken.Register(Canceled);

            while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
            {
                Console.Write("-");
            }
        }

        static void Canceled()
        {
            Console.WriteLine("작업이 취소되었군요!!");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            string stars = "*".PadRight(Console.WindowWidth - 1, '*');

            CancellationTokenSource cancellationTokenSource =
                new CancellationTokenSource();

            Task task = Task.Factory.StartNew(
                () => PrintDash(cancellationTokenSource.Token));
           
            Console.ReadLine();

            cancellationTokenSource.Cancel();
            Console.WriteLine(stars);
            task.Wait();
            Console.WriteLine("작업의 완료상태 : {0}", task.Status);
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

<코드1> 취소 요청 접근법.

<코드1>은 그냥 평범하게 '-'를 출력하는 예제입니다. 하지만, 새로운 클래스가 몇개 보이는데요. CancellationTokenSource, CancellationToken클래스말이죠.

namespace System.Threading
{
    [ComVisible(false)]
    [DebuggerDisplay("IsCancellationRequested = {IsCancellationRequested}")]
    public struct CancellationToken
    {
        public CancellationToken(bool canceled);
       
        public static bool operator !=(CancellationToken left, CancellationToken right);

        public static bool operator ==(CancellationToken left, CancellationToken right);

        public bool CanBeCanceled { get; }

        public bool IsCancellationRequested { get; }

        public static CancellationToken None { get; }

        public WaitHandle WaitHandle { get; }

        public bool Equals(CancellationToken other);

        public override bool Equals(object other);

        public override int GetHashCode();

        public CancellationTokenRegistration Register(Action callback);

        public CancellationTokenRegistration Register(Action<object> callback, object state);

        public CancellationTokenRegistration Register(Action callback, bool useSynchronizationContext);

        public CancellationTokenRegistration Register(Action<object> callback, object state, bool useSynchronizationContext);

        public void ThrowIfCancellationRequested();
    }
}

<코드2> 구조체 CancellationToken.

CancellationToken클래스는 말 그대로, 현재 이 토큰이 어떤 상태에 있는지 모니터링 하기 위한 정보를 갖고 있습니다. 이 토큰이 현재 취소 요청을 받았는지, 취소요청을 받으면 어떤 행동을 취할 것인지 등을 확인하고, 설정할 수 있습니다.

namespace System.Threading
{
    [ComVisible(false)]
    public sealed class CancellationTokenSource : IDisposable
    {
        public CancellationTokenSource();

        public bool IsCancellationRequested { get; }

        public CancellationToken Token { get; }

        public void Cancel();

        public void Cancel(bool throwOnFirstException);

        public static CancellationTokenSource CreateLinkedTokenSource(params CancellationToken[] tokens);

        public static CancellationTokenSource CreateLinkedTokenSource(CancellationToken token1, CancellationToken token2);

        public void Dispose();
    }
}

<코드3> CancellationTokenSource 클래스

그리고 CancellationTokenSource는 CancellationToken의 기반이 되는 클래스로(Source라는 이름이 붙어있죠), CancellationTokenSource에서 생성된 각각의 Token에 대해서 취소를 요청하는 역할을 합니다. CancellationTokenSource에서 Cancel메서드로 취소요청을 하면, 같은CancellationTokenSource에서 생성된 Token들은 전부 취소요청을 받는 셈이죠.

한가지 주목해서 보실 점은 CancellationToken가 클래스가 아니라 구조체라는 것입니다. 즉, Token을 매번 다른 객체에 넘겨줄 때마다 새로운 복사본이 생성된다는 것이죠. 그래서 각각의 스레드에 넘겨진 Token은 각각 독립적인 복사본 이므로, Cancel메서드는 스레드 안전성(thread-safe)을 확보할 수 있습니다. 만약에 참조가 그냥 복사된다면, 각각의 스레드가 Token에 손을 대면, 다른 스레드가 참조하는 Token에도 동일한 변화가 생겨서 예측불가능한 일이 벌어지겠죠.

<코드1>을 보면, 병렬적으로 수행되는 작업에서 취소 요청을 모니터링하기 위해서, CancellationToken을 인자로 넘겨주는 것을 볼 수 있습니다. 그래서 PrintDash메서드 내부에서 IsCancellationRequested속성을 통해서 작업 취소 요청이 들어왔는지 계속 해서 확인하게 되죠. 그럼 <코드1>을 실행 해볼까요?

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
--작업이 취소되었군요!!
*******************************************************************************
작업의 완료상태 : RanToCompletion

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

<결과1> <코드1>의 실행결과.

<결과1>을 보면, 작업의 완료상태를 출력하는 부분이 있는데요, 이 부분에서 RanToCompletion이 출력되고 있습니다. 그래서 만약, ContinueWith메서드로 연쇄 작업을 연결하고, 옵션을 OnlyOnCanceled로 설정해준다고 하더라도, 연쇄작업은 실행되지 않습니다. 작업은 완료된 상태이기 때문에, 연쇄 작업이 취소되었다는 에러메세지만 확인할 수 있을 뿐이죠. 그렇다면, 연쇄작업을 이용해서 <코드1>과 동일한 결과를 내려면 어떻게 해야 할까요?

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading;

namespace Exam12
{
    class Program
    {
        static void PrintDash(CancellationToken cancellationToken)
        {
            while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
            {
                Console.Write("-");
            }

            if (cancellationToken.IsCancellationRequested)
            {
                cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            string stars = "*".PadRight(Console.WindowWidth - 1, '*');

            CancellationTokenSource cancellationTokenSource =
                new CancellationTokenSource();

            Task task = Task.Factory.StartNew(
                () => PrintDash(cancellationTokenSource.Token),
                cancellationTokenSource.Token);

            Task canceledTask = task.ContinueWith(
                (antecedentTask) => Console.WriteLine("작업이 취소되었군요!!"),
                TaskContinuationOptions.OnlyOnCanceled);

            Console.ReadLine();

            cancellationTokenSource.Cancel();
            Console.WriteLine(stars);
            canceledTask.Wait();
            Console.WriteLine("작업의 완료상태 : {0}", task.Status);
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

<코드4> <코드1>과 동일하지만, 연쇄작업을 사용하는 코드.

<코드4>가 바로, <코드1>과 동일한 결과를 내는 코드입니다.(사실 완전히 같지는 않습니다. 실행해보면, '작업이 취소되었군요!'라는 멘트가 출력되는 위치가 다르지요.) 이런식으로 연쇄작업을 연결해놓고, 병렬로 실행되는 메서드 안에서, ThrowIfCancellationRequested()메서드를 통해서, 취소되었을 때, 취소되었다는 표시를 하도록 한 것이죠. 그러면, 연쇄 작업이 바톤을 이어받아서 실행을 계속하게 됩니다. 그리고 또 한가지 차이점은 작업을 생성할 때, 인자로 Token을 넘겨준다는 것이지요.


- 마치면서.

요즘 월드컵을 보면 16강이 가능할 것 같다는 생각이 들기도 하는데요. 꼭! 갔으면 좋겠네요!! ......이게 마무리 멘트라니-_-!! 어헣.


- 참고자료

1. Essential C# 4.0, Mark Michaelis, Addison Wesley

저작자표시 비영리 변경금지

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C# Parallel Programming 2010. 5. 31. 09:00 Posted by 알 수 없는 사용자
- 작업해본 적이나 있수?

물론이죠-_-;; 이 나이에 작업해 본 적도 없으면, 마법사 정도가 아니라, 신이 됐겠죠. 어헣. 오늘의 작업은 그 작업은 아니고... 스레드와 관련된 작업입니다. 부디 오해 없으시길 바라고, 작업의 기본은 다른 연예 서적에서 얻으시길.


- Task 시작하기.

지난 포스트에서 했던 예제를 한번 돌아보겠습니다.

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace Exam2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            const int max = 10000;

            //현재 작업중인 스레드외에 추가로 스레드를 생성
            Task task = new Task(() =>
                {
                    for (int count = 0; count < max; count++)
                    {
                        Console.Write("|");
                    }
                });

            //추가 스레드 시작
            task.Start();

            //현재 작업중인 스레드에서도 반복문 시작
            for (int count = 0; count < max; count++)
            {
                Console.Write("-");
            }

            //혹시 현재 스레드가 빨리 끝나더라도,
            //추가 스레드가 끝날 때 까지 기다리기.           
            task.Wait();
        }
    }
}

<코드1>

Main메서드를 실행하는 스레드 외에 또 하나의 스레드를 추가로 생성해서, 두 개의 스레드로 화면에 다른 문자열을 출력하는 예제였죠. 이 예제를 보면, Task라는 클래스를 사용하고 있습니다. 이 클래스는 닷넷 프레임워크 4.0에 새롭게 추가된 클래스인데요. 기존의 멀티스레드 프로그래밍을 한 단계 높은 추상화를 통해서 프로그래머의 실수를 줄이고, 좀 더 직관적인 코드를 작성할 수 있게 해주는 TPL(Task Parallel Library)에 포함되어서 추가된 클래스입니다. 중심에 있는 클래스라고 볼 수 있죠.

Task클래스는 관리되지 않는 스레드를 한단계 감싸서 추상화를 시킨 클래스입니다. 내부적으로 스레드 풀을 사용하는 데요, 내부적으로는 System.Threading.ThreadPool을 사용해서 요청에 따라 스레드를 새로 생성하거나, 이미 생성된 스레드를 재활용해서 부하를 줄입니다.

새로운 Task가 실행할 동작은 델리게이트를 통해서 명시해주는데요, <코드1>에서 굵게 처리된 부분이 바로 그 부분입니다. 카운트에 따라서 문자열을 출력하는 델리게이트를 생성자에 넘겨주고 있는 거죠. 물론, 이렇게 델리게이트를 넘겨준다고 해서 바로 스레드가 실행되는 건 아닙니다. Start메서드를 통해서 실행을 해줘야만 스레드가 실행되는 것이죠.


- Task가 끝날 때?

그러면, <코드1>은 두개의 스레드가 실행이 되면서 서로 다른 문자열을 번갈아 가면서 출력하겠죠. 여기서 한가지 생각해볼게 있습니다. 콘솔 어플리케이션은 Main메서드의 실행으로 시작하고, Main메서드의 끝과 함께 종료됩니다. 그렇다면, Main메서드의 실행을 맡은 스레드가 종료되었는데, 추가로 생성한 스레드의 작업이 안끝났다면 어떤 일이 벌어질까요?

//현재 작업중인 스레드외에 추가로 스레드를 생성
Task task = new Task(() =>
    {
        for (int count = 0; count < max; count++)
        {
            Console.Write("|");
        }
        Console.WriteLine("추가 스레드 끝");
    });

//추가 스레드 시작
task.Start();

//현재 작업중인 스레드에서도 반복문 시작
for (int count = 0; count < max; count++)
{
    Console.Write("-");               
}
Console.WriteLine("메인 스레드 끝");

//혹시 현재 스레드가 빨리 끝나더라도,
//추가 스레드가 끝날 때 까지 기다리기.           
//task.Wait();

<코드2>

<코드1>을 <코드2>와 같이 수정한 다음에 실행해보죠. 그러면, 둘 중의 어떤 스레드가 빨리 끝날까요? 그건 그때 그때 다릅니다-_- 그래서 아래와 같은 두 경우가 생길 수 있죠.

||||-----||||||||--------------|||||||||||||-------------||||||||||||-----------||||||---------------||||||||||||------------|||||||||||-----------||||||||||||--|||||||||||||-------|||||||||||-------------||||||||||||--------------||||||||||----------------|||---------------||||||||||||||-----||-------------||||||||||||----------------|||||||||||||-------------||||||||||||-------------|||---|------||||||||||||||-----------------|---------------||||||||||||||---------------메인 스레드 끝
|계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .
<결과1> 메인스레드가 먼저 끝나는 경우

|----------------|||||||||||||-----------||||||||||||||---------||||||||||||-----||||||||||||||||---------------||||||||||||||--------------||-----------||||||||------------|||||||||||||||-------------|--------------|||||||-------------|||||---||추가 스레드 끝----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------메인스레드 끝
계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .
<결과2> 추가 스레드가 먼저 끝나는 경우

<결과2>는 추가 스레드가 먼저 끝나면서 모든 결과가 출력이 되었지만, <결과1>은 Main메서드의 실행을 맡은 메인 스레드가 먼저 끝나면서 프로그램이 종료되었고, 따라서 추가스레드의 나머지 결과는 날아가 버렸습니다. Wait메서드는 메인 스레드가 먼저 끝나더라도, 추가 스레드가 끝날 때까지 기다리게 하는 역할을 합니다. 그래서 메인 스레드가 빨리 끝나더라도, 항상 추가 스레드의 결과까지 제대로 출력되게 되는 것이죠.

||||||||--------|||||||||||||||--------------|||||||||||||------------|||||||||||||--------||||
||-메인 스레드 끝||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||추가 스레드 끝
계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .
<결과3> Wait메서드를 사용한 경우


- 가는 길은 여러갈래.

앞에서 스레드의 시작은 Start메서드를 통한다고 말씀 드렸지만, 항상 그런 것은 아닙니다. 생성과 동시에 실행을 시킬 수도 있습니다.

Task task = Task.Factory.StartNew(() =>
                {
                    for (int count = 0; count < max; count++)
                    {
                        Console.Write("|");
                    }
                    Console.WriteLine("추가 스레드 끝");
                });
<코드3> 생성과 동시에 스레드 시작

<코드1>의 Task생성 부분을 <코드3>과 같이 수정하고, Start메서드 호출부분을 주석처리하면, 동일한 결과를 얻을 수 있습니다.

그리고 <코드1>에서는 메인스레드가 추가 스레드가 끝날 때까지 기다리기 위해서 Wait메서드를 사용했지만, 다른 방법도 있습니다. 만약에 추가 스레드에 입력된 델리게이트가 결과값을 반환하고, 메인 스레드에서 그 결과값을 사용해야 한다면, 메인 스레드는 추가 스레드의 작업이 끝나서 결과가 나올 때까지 기다립니다. Wait메서드 없이도 말이죠. 어찌보면 당연한 이야기죠 ㅋ

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

namespace Exam3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task<string> task = Task.Factory.StartNew<string>(
                () =>
                {
                    long sum = 0;
                    for (long i = 0; i < 100000000; i++)
                    {
                        sum += i;
                    }
                    return sum.ToString();
                });

            foreach (char busySymbol in BusySymbols())
            {
                if (task.IsCompleted)
                {
                    Console.WriteLine('\b');
                    break;
                }
                Console.WriteLine(busySymbol);
            }

            Console.WriteLine();
            //여기서 추가 스레드가 끝날 때 까지 기다린다.
            Console.WriteLine(task.Result);
            System.Diagnostics.Trace.Assert(
                task.IsCompleted);
        }

        private static IEnumerable<char> BusySymbols()
        {
            string busySymbols = @"-\|/-\|/";
            int next = 0;
            while (true)
            {
                yield return busySymbols[next];
                next = (++next) % busySymbols.Length;
                yield return '\b';
            }
        }
    }
}

<코드 4> 결과 기다리기.

<코드4>는 추가 스레드의 결과를 계속 기다리다가, 결과가 나오는 순간, 출력하고 끝납니다.


- 멀티스레드 쉽고만?

이라고 생각하시면 곤란하구요-_-;; 열심히 공부 중인데, 역시 어렵습니다. 다만, Task클래스가 상당히 많은 부분을 간소화 시켜 주기 때문에, 한 층 더 편해진 느낌이랄까요? 오늘 여기까지!


- 참고자료

1. Essential C# 4.0, Mark Michaelis, Addison Wesley
저작자표시 비영리 변경금지

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Welcome to Parallel C#(1) - 굿바이, 그리고 안녕~~?

C# Parallel Programming 2010. 5. 24. 09:00 Posted by 알 수 없는 사용자

- 끝은 또 다른 시작일 뿐.

인생에서는 항상 뭔가가 끝나면 뭔가가 시작되기 마련입니다. 직장을 그만두면, 직장인은 끝나지만, 백수가 시작되죠. 직장을 구하면, 백수가 끝나고 직장인을 시작하는 것이구요. 길고 길었으며, 별로 인기 없었던 Welcome to dynamic C#이 끝나고, 앞으로도 얼마나 길고 길지 모르며, 인기도 없을 Welcome to Parallel C#이 시작됩니다. 인생에선 끝이 안나는 것도 있더군요. 허접함은 불치병이라고 들었습니다. 시한부면 좋으련만. 흥. 그래도 이 팀 블로그에서 유일하게 만나실 수 있는 허접함의 향연이니, 나름 즐겁지 않으신가요. 어헣어헣.


- 자 언제나 그렇듯이 개념정리 부터 갑시다.

언제나 그렇죠. 제 글은 언제나 그래영. 우선 개념정리부터 하고 들어갑니당. 이 시리즈가 병렬적 C#에 대한 글이니, 우선 관련된 개념부터 정리하고 들어가야죠. 어헣. 이 바닥에서 흔히 사용되지만 쫌 헷갈리는 용어가 두 개 있죠. 바로, 동시성(Concurrency)와 병렬성(Parallelism)이죠. 여러분은 이거 잘 구분되시나영? 되시면 건너 뛰시구요, 안되면? 이 글은 바로 당신과 나를 위한 글인거죠. 아.. 이건 운명적 만남. 어헣.

이 개념을 잘 정리한 글을 찾아서 인터넷을 뒤졌는데, 그 결과 나름 정리한 결과는 다음과 같습니다.

1. 첫번째 정리(동시성 vs 병렬성)

동시성과 병렬성은 같은 의미가 아니다. 만약, T1과 T2라는 두 개의 작업이 시간상 언제 어떻게 수행될지 미리 정해져있지 않다면, 그 두 작업은 동시적이라고 말할 수 있다. 즉, 

  T1은 T2보다 빨리 수행되고 종료될 수 있다.
  T2는 T1보다 빨리 수행되고 종료될 수 있다.
  T1과 T2는 같은 시간에 동시에 실행될 수 있다.(이거슨 레알 병렬성.)
  T1과 T2는 교차적으로 수행될 수 있다.

2. 두번째 정리(동시적 vs 병렬적)

병렬성이라는 말은 여러개의 동일한 작업을 동시에 수행하는 것을 의미한다.(각각의 동시에 수행되는 동일한 작업들은 서로 독립적이다.) 동시성이라는 것은 여러개의 작업을 공통된 목표를 향해서 동시에 수행하는 것을 의미한다.

둘을 확실히 구분하기 힘든 것은, 동시성을 위해서 병렬성을 활용할 수 있다는 것이다. 예를 들어서 퀵소트 알고리즘을 생각해보면, 퀵소트 알고리즘의 각 분리된 단계는 병렬적으로 정렬될 수 있다. 하지만 전체 알고리즘은 동시적이다. 즉, 퀵소트 알고리즘은 동시적 이면서도(각 분할된 단계에서 나온 결과를 종합해서 하나의 공통된 목표를 추구하므로), 각 분할된 단계의 정렬은 병렬적일 수 있는 것이다. 그리고 병렬적인 각 단계의 정렬은 서로 무관하며, 서로 다른 데이터에 대해서 정렬을 하는 것이다. 그래서 좀 헷갈리긴 하겠지만, 전체 알고리즘을 병렬 퀵소트라고 부를 수도 있는 것이다.



- 넌 여전히 말이 많구나.

즉, 동시성과 병렬성은 서로 다른 개념이지만, 서로 같이 사용되는 경우가 있어서 확실히 구분하기가 애매한 경우도 있다는 말인데요. 어디 한번, 예제를 구경해보면서 이야기를 하시죠.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;

namespace Exam1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> files = new List<string>();
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\음악", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 10.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 9.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Windows Mobile 6 SDK", "*", SearchOption.AllDirectories));
            List<string> fileList = new List<string>();

            foreach (var file in files)
            {
                FileInfo fileInfo = new FileInfo(file);
                if (fileInfo.Exists)
                {
                    if (fileInfo.Length >= 10000000)
                    {
                        fileList.Add(file);
                    }
                }
            }

            foreach (var file in fileList)
            {
                Console.WriteLine(file);
            }
        }
    }
}

<코드1> 일단 그냥 평범한 예제

<코드1>은 그냥 평범한 예제입니다. 명시해준 폴더에 있는 모든 파일을 검색해서 10메가가 넘는 파일의 목록을 만드는 프로그램이죠. 위 코드에서 왜 디렉토리를 저렇게 명시해줬냐고 물으신다면?!? 그냥 권한 때문에 접근 못하는 디렉토리가 있어서, 파일이 많은 디렉토리 위주로 골랐다고 대답해드리지요. 어헣. <코드1>을 동시성을 활용할 수는 없을까요? 만약에 동시성을 활용한다면, 어디를 동시적으로 실행 할 수 있을까요? 정답을 맞추시는 분께는 2박 3일로 하와이!!! 의 사진을 구경할 수 있는 기회를 드리겠습니다. 구글협찬이구요, PC는 개인지참입니다..... 아.. 상품대박.

foreach (var file in files)
{
    FileInfo fileInfo = new FileInfo(file);
    if (fileInfo.Exists)
    {
        if (fileInfo.Length >= 10000000)
        {
            fileList.Add(file);
        }
    }
}
<코드2> <코드1>에서 동시성을 활용가능한 곳!

넵, 바로 <코드2>가 동시성을 활용가능한 곳이지요. 왜냐면, 각 파일이름을 가지고 파일을 가져와서, 파일의 크기를 검사하는 각각의 작업은 서로 전혀 상관없기 때문이죠. '마재윤이조작이라니.jpg'라는 파일과 '박세식바보똥깨.avi'라는 파일에 대해서 동시에 작업이 진행된다고 해서 서로 겹치는 것도 없고, 문제가 될 것도 없습니다. 오히려, 순차적으로 수행할 때보다, 3-4개정도로 쪼개서 동시에 작업을 수행하면 훨씬 빨라지겠죠. 그래서! 여기서 병렬성을 활용하게 됩니다.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

namespace Exam1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> files = new List<string>();
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\음악", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 10.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 9.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Windows Mobile 6 SDK", "*", SearchOption.AllDirectories));
            List<string> fileList = new List<string>();

            Parallel.ForEach(files, (file) =>
            {
                FileInfo fileInfo = new FileInfo(file);
                if (fileInfo.Exists)
                {
                    if (fileInfo.Length >= 1000000)
                    {
                        fileList.Add(file);
                    }
                }
            });

            foreach (var file in fileList)
            {
                Console.WriteLine(file);
            }
        }
    }
}

<코드3> 병렬성! 을 활용한 버전.

<코드3>에서 굵게 처리된 부분이 바로 변경된 부분입니다. 나머지는? 똑같죠잉~~. 어헣. 굵게 처리된 부분은 .NET 4.0에서 새로 추가된 부분이며, 추후에 더 자세하게 설명드릴 기회가 있을 것 같군뇨오! 그러니깐 일단 궁금증일랑 고이접어 나빌레라~ 하시고, <코드3>을 봅시당. <코드3>에서 분명 각 리스트를 몇 부분으로 쪼개서 수행시간을 줄이려고 병렬성을 도입했지만, 각 작업의 결과는 한 개의 리스트에 추가됩니다. 즉, 10메가 넘는 파일의 목록을 만든다는 공통의 목표를 달성하기 위해서 병렬성을 사용한 것이죠. 즉, 위 코드는 병렬성을 활용한 동시적 코드입니다. 이게 위에서 열심히 동시성과 병렬성을 설명드린 내용인 거죠.


- 그래서? 얼마나 빠른기고?

자~ 그럼 얼마나 빠른건지 어디 한번 확인해봅시다.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

namespace Exam1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> files = new List<string>();
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\음악", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 10.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Microsoft Visual Studio 9.0", "*", SearchOption.AllDirectories));
            files.AddRange(Directory.GetFiles("C:\\Program Files (x86)\\Windows Mobile 6 SDK", "*", SearchOption.AllDirectories));
            List<string> seqFileList = new List<string>();
            List<string> parFileList = new List<string>();

            DateTime seqStart = DateTime.Now;
            //순차적 방식
            foreach (var file in files)
            {
                FileInfo fileInfo = new FileInfo(file);
                if (fileInfo.Exists)
                {
                    if (fileInfo.Length >= 10000000)
                    {
                        seqFileList.Add(file);
                    }
                }
            }
            DateTime seqEnd = DateTime.Now;
            TimeSpan seqResult = seqEnd - seqStart;

            DateTime parStart = DateTime.Now;
            //병렬적 방식
            Parallel.ForEach(files, (file) =>
            {
                FileInfo fileInfo = new FileInfo(file);
                if (fileInfo.Exists)
                {
                    if (fileInfo.Length >= 1000000)
                    {
                        parFileList.Add(file);
                    }
                }
            });
            DateTime parEnd = DateTime.Now;
            TimeSpan parResult = parEnd - parStart;

            Console.WriteLine("순차적 방식 : {0}",seqResult);
            Console.WriteLine("병렬적 방식 : {0}", parResult);
        }
    }
}

<코드4> 비교를 해보자!

<코드4>처럼 순차적 방식과 병렬적 방식의 시작 시간과 끝 시간을 기록해서 두 방식에서 걸리는 시간을 측정해봤습니다. 결과능~?

순차적 방식 : 00:00:01.6270960
병렬적 방식 : 00:00:00.6230368
계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .
<결과1> 비교 결과.

그렇쿤뇨. 병렬적 방식이 두배 이상 빠르게 나온 걸 볼 수 있습니다. 그저 기존의 루프를 병렬 루프로 바꾼 것 뿐인데 말이죠.


- 마무리 합시다.

일단 오늘은 기본적인 개념을 명확하게 하고, 아주 간략하게 예제를 봤습니다. 일단 .NET 4.0에서 병렬 프로그래밍이 상당히 편해진 거 같긴하죠? 조금씩 더 자세히 알아보도록 하지요. 어헣.


- 참고자료

1. http://blogs.sun.com/yuanlin/entry/concurrency_vs_parallelism_concurrent_programming
2. http://my.opera.com/Vorlath/blog/2009/10/08/parallel-vs-concurrent
3. Essential C# 4.0, Mark Michaelis, Addison Wisley

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