Swift DispatchQueue로 성능 최적화하기: 반드시 피해야 할 실수들

Swift에서 DispatchQueue는 비동기 작업을 처리하고 성능을 최적화하는 데 유용한 도구입니다. 하지만 이 강력한 도구를 잘못 사용하면 오히려 성능 저하나 프로그램 오류가 발생할 수 있습니다. 이번 글에서는 DispatchQueue를 사용할 때 범하기 쉬운 몇 가지 실수와 이를 피하기 위한 방법을 소개합니다.

1. 메인 큐에서의 블로킹 작업

메인 큐(즉, DispatchQueue.main)는 주로 UI 업데이트와 사용자와의 상호작용을 처리하게 됩니다. 메인 큐에서 시간이 많이 걸리는 작업을 처리하면 애플리케이션이 반응하지 않게 되어 사용자 경험이 크게 저하될 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드는 피해야 합니다:

swift
DispatchQueue.main.sync {
    // 시간 소모적인 작업
    Thread.sleep(forTimeInterval: 5)
}

이 코드는 메인 큐를 블로킹하므로 UI가 5초 동안 멈추게 됩니다. 이를 피하려면 백그라운드 큐에서 작업을 수행한 후 결과를 메인 큐에서 처리하도록 해야 합니다:

swift
DispatchQueue.global().async {
    // 시간 소모적인 작업
    let result = performTimeConsumingTask()
    DispatchQueue.main.async {
        // UI 업데이트
        updateUI(with: result)
    }
}

2. 경쟁 상태(Race Condition)

다중 쓰레드 환경에서는 경쟁 상태가 발생할 수 있습니다. 이는 두 개 이상의 쓰레드가 동일한 리소스에 동시에 접근하려 할 때 발생하며, 예상치 못한 결과를 초래할 수 있습니다. 이런 문제를 방지하기 위해서는 동기화 메커니즘을 도입해야 합니다.

예를 들어, 다음 코드는 경쟁 상태를 유발할 수 있습니다:

swift
var sharedResource = 0
DispatchQueue.global().async {
    sharedResource += 1
}
DispatchQueue.global().async {
    sharedResource += 1
}

이 문제를 방지하려면, DispatchQueue의 동기화 기능을 활용하여 접근을 제어해야 합니다:

swift
let synchronizationQueue = DispatchQueue(label: "synchronizationQueue")
var sharedResource = 0
synchronizationQueue.async {
    sharedResource += 1
}
synchronizationQueue.async {
    sharedResource += 1
}

3. Deadlock

Deadlock은 두 개 이상의 쓰레드가 서로를 기다리면서 무한 대기 상태에 빠지는 상황을 의미합니다. Deadlock을 피하려면 동기 작업을 신중하게 사용해야 합니다. 다음은 Deadlock을 유발하는 예입니다:

swift
let serialQueue = DispatchQueue(label: "serialQueue")
serialQueue.sync {
    serialQueue.sync {
        // Deadlock 발생
    }
}

이 코드는 동일한 직렬 큐에서 다시 동기 작업을 호출하여 Deadlock을 유발합니다. 이를 피하려면, 동일한 큐 내에서 다시 동기 작업을 호출하는 것을 피하거나 비동기 작업을 사용해야 합니다:

swift
serialQueue.sync {
    serialQueue.async {
        // Deadlock 발생하지 않음
    }
}

4. 과도한 큐 생성

너무 많은 큐를 생성하는 것도 문제를 일으킬 수 있습니다. 각 큐는 자체 쓰레드를 가지기 때문에 시스템 리소스를 낭비할 수 있으며, 쓰레드 스케줄링에도 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 가능하면 재사용 가능한 큐를 사용하고, 큐의 수를 최소화해야 합니다.

예를 들어, 불필요하게 많은 큐를 생성하는 대신, 글로벌 큐를 사용할 수 있습니다:

swift
for i in 1...10 {
    DispatchQueue(label: "com.example.queue.", qos: .background).async {
        // 작업
    }
}

대신, 글로벌 큐를 사용하여 리소스를 절약할 수 있습니다:

swift
for i in 1...10 {
    DispatchQueue.global(qos: .background).async {
        // 작업
    }
}

5. 사용되지 않는 작업 캔슬

DispatchQueue를 사용할 때 작업 캔슬을 고려하지 않으면, 불필요한 작업이 수행될 수 있습니다. 이는 특히 사용자의 인터랙션에 의해 작업이 불필요해지는 경우에 중요합니다. 이를 위해 작업을 관리하고 필요 시 작업을 취소하는 방법을 추가해야 합니다.

예를 들어, DispatchWorkItem을 사용하여 작업을 캔슬할 수 있습니다:

swift
let workItem = DispatchWorkItem {
    // 특정 작업
}
DispatchQueue.global().async(execute: workItem)
// 작업이 필요 없어진 경우
workItem.cancel()

결론

DispatchQueue는 Swift에서 성능 최적화를 위해 중요한 도구입니다. 하지만 이를 올바르게 사용하지 않으면 성능 저하나 프로그램 오류가 발생할 수 있습니다. 메인 큐를 블로킹하는 작업을 피하고, 경쟁 상태나 Deadlock을 주의하며, 과도한 큐 생성을 피하고 작업 캔슬을 고려하면 보다 안전하고 효율적인 코드를 작성할 수 있습니다. 이러한 권장 사항을 준수하여 Swift에서 최적의 성능을 달성하시기 바랍니다.