[iOS] - WWDC22 Meet Swift Async Algorithms
Meet Swift Async Algorithms https://github.com/apple/swift-async-algorithms https://docs.swift.org/swift-book/LanguageGuide/Concurrency.html https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2021/10058 https://developer.apple.com/videos/play/wwdc2021/10256
Swift Async Algorithms 패키지는 AsyncSequence를 사용해서 시간에 따라 값을 처리하는 것에 초점을 맞추는 알고리즘 모음이다.
AsyncSequence Recap
AsyncSequence는 비동기적으로 생성된 값들을 표현할 수 있게 해준다.
- 기본적으로 Sequence와 같다. 즉 Sequence를 어떻게 사용하는지 알면 AsyncSequence를 어떻게 사용할 지 아는 것이다.
- for-await를 사용해서 반복할 수 있다.
- Sequence와는 두 가지 차이가 있다.
- iterator의
next함수가 비동기적으로 동작해서 Swift concurrency를 사용해서 값들을 전달할 수 있다. - Swift 의 throw와 비슷하게 failure가 발생하면 이를 처리할 수 있다.
AsyncSequence를 통해 Sequence에서 사용할 수 있는 도구들을 모두 비동기 버전으로 사용할 수 있다. map, filter, reduce 등이 여기 해당된다.
=> Meet AsyncSequence 세션 (WWDC21)에서 더 확인할 수 있다.
Swift Async Algorithms 패키지는 여기에서 더 나아가 clock을 활용할 수 있게 됐다. Swift Async Algorithms 패키지는 오픈 소스 패키지다.
=> Swift Algorithms pakcage에 대해 더 알아보려면 “MEET THE Swift Algorithms and Collections packages” 세션(WWDC21)에서 확인할 수 있다.
Multi-input algorithms
여러개의 input AsyncSequence를 다룰 수 있는 알고리즘들이 있다. 이 알고리즘들은 AsyncSequence를 여러 다른 방법으로 합치는 것에 초점을 맞춘다. 하지만 이들은 하나의 공통점이 있는데 *여러 개의 input AsyncSequence를 받아 하나의 output AsyncSequence를 만드는 것이다.
Zip
Zip 알고리즘은 여러 개의 입력을 받고 이들을 iterate해서 각 요소들을 합쳐 하나의 결과 튜플을 생성하는 알고리즘이다. 비동기 ZIP 알고리즘은 표준 라이브러리의 ZIP과 똑같은데, 각 요소들을 병행적으로 iterate하고 만약 한 곳에서라도 에러가 발생하는 경우 에러를 다시 던진다.
가령 영상 프리뷰를 생성하고 효율적인 저장을 위해 영상을 여러 사이즈로 transcoding하는 작업을 비동기적으로 각각 진행한다고 해보자. Zip을 사용하면 transcoded된 영상과 프리뷰를 같이 서버에 보낼 수 있게 된다.
Zip이 병행적이기 때문에, transcoding이 더 오래 걸릴 수도 있고 프리뷰를 생성하는 것이 더 오래 걸릴 수 있다. Zip은 어떤 종류의 작업이 먼저 처리되어야 한다는 우선순위가 없기 때문에 두 값 중 들어오는 순서는 상관이 없다. 들어오는 순서와는 상관 없이 먼저 도착한 값은 튜플이 완성될 때까지 다른 값을 기다린다.
Merge
가령 메세지를 주고 받을 때 AsyncSequence를 사용한다고 해보자. 그리고 계정이 여러개 있다면, 각 계정이 메세지들의 AsyncStream을 생성할 것인데, 이를 구현할 때는 모든 AsyncSequence인 것처럼 다뤄야 한다. 따라서 AsyncSequence를 합치는 알고리즘이 필요했고, 이를 Merge 알고리즘을 통해 해결할 수 있다.
Merge는 여러 AsynceSequence들을 병행적으로 iterate한다는 점에서는 Zip과 비슷하다. 하지만 짝이 지어진 튜플을 생성하는 대신에 베이스들(여기에서는 각 작업을 의미하는 것 같다)이 같은 타입의 요소를 가정하고 이 요소들을 합쳐 하나의 AsyncSequence를 만든다.
Merge는 어떤 작업에서든 첫 번째 요소를 받는 걸로 시작한다. 더 이상 생성되는 값들이 없을 때까지 반복한다. 더 이상 생성되는 값이 없을 때 모든 base AsyncSequence가 nil을 리턴한다. 만약 base 중 하나라도 에러를 띄우면 다른 모든 iteration이 취소된다.
Merge를 통해 메세지들의 AsyncSequence를 받고 이들을 합칠 수 있다.
Clock, instant, duration
Zip, Merge와 같이 합치는 알고리즘은 값들이 생성될 때 병행적으로 동작하는데, 시간 자체를 가지고 작업하는게 유용할 때가 있다. Swift 5.7에서는 시간과 관련된 안전하고 일관성 있는 새로운 API Clock, Instant, Duration이 새로 등장했다.
Clock
Clock 프로토콜은 두 primitive를 정의한다.
- 주어진 시간이 지난 후 wake up하는 방법
- 현재라는 시간(개념)을 생성하는 방법
ContinuousClock vs SuspendingClock
- ContinuousClock : 스탑워치처럼 시간을 잴 수 있다. 관측하는 것의 상태와 상관 없이 시간이 흐른다.
- SuspendingClock : 기기가 sleep할 경우 시간을 멈춘다.
위 코드에서 왼쪽은 SuspendingClock, 오른쪽은 ContinuousClock을 사용해서 시간을 잰다. 아래에는 재고 있는 시간의 경과를 나타낸다. 만약 기기가 sleep하면(맥북의 경우 노트북을 닫는 경우 등) SuspendingClock을 사용한 경우에서 시간을 재는 작업이 멈추게 된다.
그래서 기기가 다시 wake up했을 때(맥북의 경우 노트북을 다시 열었을 때 등) SuspendingClock을 사용해서 시간을 잰 경우는 기기가 sleep한 시점에서 멈춰있지만 ContinuousClock을 사용한 경우는 계속 시간을 재서 더 많은 시간이 경과했을 것이다.
