[Swift Concurrency] Intermediate async/await & CheckedContinuation

Chapter 5. Intermediate async/await & CheckedContinuation

 

Continuation

continuation은 주어진 포인트에 프로그램의 상태를 추적하는 객체이다.

 

각각의 비동기 작업 단위를 그것을 위한 전체 스레드 하나를 만드는 것 대신에 continuation에 작업을 할당한다.

이것이 concurrency model이 작업을 하드웨어 가용성에 기반해 더 효율적으로 작업하게 한다.

이것이 CPU 코어만큼만 스레드를 만들게 하고, 스레드들 사이의 변환이 아닌 continuation 사이에서 전환하게 한다.

 

 

await한 작업이 완료되고 원래 코드가 다시 resume되는 것은 어떻게 작동하는가?

코드가 suspend될 때 그 시점의 전체적인 상태를 캡쳐한 continuation을 만든다. 다시 resume할 때 concurrency system이 그 continuation으로부터 상태를 다시 만든다. 그렇게 이어진다.

 

 

Continuation 객체는 무엇인가?

프로그램 상태의 표현

CheckedContinuation, UnsafeContinuation이 있다.

예전 비동기 패턴(completion, delegate 패턴)을 async, await 패턴으로 바꿀 때 사용할 수 있는 인터페이스

 

 

resume 이란 행위?

Task가 suspension point에서 정상적으로 돌아오도록 하여 계속 대기 중인 Task를 다시 시작한다.

 

 

🧪 Continuation의 resume메서드를 딱 한 번만 호출해야 하는가?

func printResultWithCheckedContinuation() async -> Int {
    return await withCheckedContinuation { continuation in
        getNum { result in
            continuation.resume(returning: result)
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

// _Concurrency/CheckedContinuation.swift:164: Fatal error: SWIFT TASK CONTINUATION MISUSE: printResultWithCheckedContinuation() tried to resume its continuation more than once, returning 1!

컴파일 시점에 이를 알려주진 않지만, 런타임 시점에 resume 메서드가 두 번 실행되면 에러가 발생한다.

 

func printResultWithUnsafeContinuation() async -> Int {
    return await withUnsafeContinuation { continuation in
        getNum { result in
            continuation.resume(returning: result)
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let num1 = await printResultWithUnsafeContinuation()
    print("WithUnsafeContinuation : \\(num1)")
}

// WithUnsafeContinuation : 1

WithUnsafeContinuation의 경우에는 에러 발생이 일어나지 않는다.

CheckedContinuation safety check를 continuation을 safely 사용했는지 runtime check하는 방식으로 진행한다.

 

 

🧪 Continuation의 resume메서드를 호출하지 않으면?

func printResultWithCheckedContinuation() async -> Int {
    return await withCheckedContinuation { continuation in
        getNum { result in
            // continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let num1 = await printResultWithCheckedContinuation()
    print("num1 : \\(num1)")
}

// SWIFT TASK CONTINUATION MISUSE: printResultWithCheckedContinuation() leaked its continuation!

withCheckedContinuation의 경우 runtime에 에러가 발생한다.

 

func printResultWithUnsafeContinuation() async -> Int {
    return await withUnsafeContinuation { continuation in
        getNum { result in
            // continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let num1 = await printResultWithUnsafeContinuation()
    print("num1 : \\(num1)")
}

withUnsafeContinuation의 경우 아무 것도 출력되지 않는다.

결코 resuming 안 하는 경우는 자원 leak, 무한정 task를 suspended 상태에 있게 한다.

checkedContinuation은 resume을 아예 안 부르는 경우, 두 번 부르는 경우 둘 다 체크한다.

 

 

🧪 UnsafeContinuation이 CheckedContinuation보다 더 빠른가?

func getNum(completion: @escaping (Int) -> Void) {
    DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now() + 2) {
        completion(1)
    }
}

func printResultWithUnsafeContinuation() async -> Int {
    return await withUnsafeContinuation { continuation in
        getNum { result in
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

func printResultWithCheckedContinuation() async -> Int {
    return await withCheckedContinuation { continuation in
        getNum { result in
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
    
    let num1 = await printResultWithCheckedContinuation()
    print("num1 : \\(num1)")
    let num2 = await printResultWithCheckedContinuation()
    print("num2 : \\(num2)")
    
    let durationTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent() - startTime
    print("경과 시간: \\(durationTime)")
}

딱히 withCheckedContinuation과 withUnsafeContinuation 간의 실행 시간 차이를 느낄 수는 없었다.

 

 

WithCheckedContinuation은 무엇인가?

Continuation 객체를 얻을 수 있는 메서드

withCheckedContinuation, withCheckedThrowingContinuation이 있다.

withUnsafeContinuation, withUnsafeThrowingContinutaion이 있다.

 

 

🧪 withCheckedThrowingContinuation이 아닌 곳에서 에러를 던질 수 있는가?

func requestAsync() async throws -> String {
    return try await withCheckedThrowingContinuation{ continuation in
        getNum(completion: { _ in
            continuation.resume(throwing: NSError(domain: "sample", code: 1))
        })
    }
}

func requestAsync() async throws -> String {
    return try await withCheckedContinuation{ continuation in
        getNum(completion: { _ in
            continuation.resume(throwing: NSError(domain: "sample", code: 1))
        })
    }
}

// 바로 컴파일 에러 발생
// 'NSError' is not convertible to 'Never'

func withCheckedContinuation<T>(function: String, _ body: (CheckedContinuation<T, **Never**>) → Void) async → T 형태이므로

func withCheckedThrowingContinuation<T>(function: String, _ body: (CheckedContinuation<T, **Error**>) → Void) async throws → T 가 아닌 곳에서 에러 던질 수 없다.

 

 

🧪 CheckedContinuation은 어떻게 safety check를 하는가?

func printResultWithUnsafeContinuation() async -> Int {
    return await withUnsafeContinuation { continuation in
        getNum { result in
            print(Thread.current.threadName)
            print(Thread.current.queueName)
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let num1 = await printResultWithUnsafeContinuation()
    print("num1 : \\(num1)")
    let num2 = await printResultWithUnsafeContinuation()
    print("num2 : \\(num2)")
}

// <NSThread: 0x6000024ec780>{number = 8, name = (null)}
// com.apple.root.default-qos
// num1 : 1
// <NSThread: 0x6000024cc0c0>{number = 6, name = (null)}
// com.apple.root.default-qos
// num2 : 1

UnsafeContinuation의 경우에 다른 스레드에서 실행된다.

 

func printResultWithCheckedContinuation() async -> Int {
    return await withCheckedContinuation { continuation in
        getNum { result in
            print(Thread.current.threadName)
            print(Thread.current.queueName)
            continuation.resume(returning: result)
        }
    }
}

Task {
    let num1 = await printResultWithCheckedContinuation()
    print("num1 : \\(num1)")
    let num2 = await printResultWithCheckedContinuation()
    print("num2 : \\(num2)")
}
// <NSThread: 0x600003000100>{number = 5, name = (null)}
// com.apple.root.default-qos
// num1 : 1
// <NSThread: 0x60000300c000>{number = 8, name = (null)}
// com.apple.root.default-qos
// num2 : 1

withCheckedContinuation의 경우 종종 같은 스레드에서 실행되지만, 다른 스레드에서 실행 되기도 한다.