동시성과 병렬성에 관한 정리

 

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파이썬을 사용하다보면은 성능에 대한 생각을 자주 하게된다. 느린 언어이지만 개발의 편의성 때문에 파이썬을 버릴수도 없기에 계속 사용을 하게 되는 뫼비우스의 띠를 직접 몸으로 겪는다. 이에 대한 여러가지 나름의 해결책들이 있기에 그것들에 대한 정리의 필요성을 느끼게 되었다.

 

동시성과 병렬성이라는 단어의 뜻부터 알아보자.

 

동시성이라는 것은 여러개의 일들을 동시에 진행되는 것처럼 하는 것이다. 예를들어 우리가 한꺼번에 일을 처리를 하는것을 들수가 있다. n잡러들에게는 여러개의 일을 같이 진행을 하는데, 이것이 현실상의 동시성을 얘기를 하는것이라고 생각이 든다. 프로그래밍에서는 io-bound의 문제들을 일컫는다.

 

 

병렬성이라는 것은 동시성과는 다르게 하나일을 여러가지 코어가 나누어서 집중적으로 진행한다는 것이다. 하나의 큰 작업 ( ex: 고시공부) 를 공부할때에, 오전에는 A과목을, 오후에는 B과목을.. 등등 하나의 큰 목표를 위해 그 작업을 잘게 쪼개서 진행을 한다.  이것을 병렬성이라고 생각할수 있음. 프로그래밍에서는 cpu-bound의 문제를 말한다.

 

문제	예시	전략	멀티쓰레딩	멀티프로세싱	Asyncio
IO-BOUND	이미지 다운로드	동시성	O	△	O
CPU-BOUND	행렬계산	병렬성	X(GIL)	O	X

 

 

여기서 잠깐 동기식(synchronous)과 비동기식(asynchronous)라는 단어도 자주 나오는데, 개념을 알고가야지 해당부분에 대한 헷갈림이 덜해진다

비동기식은 : 완전히 독립적으로 진행이 되고, 대기하지 않아도 되는 작업들을 말한다.

동기식은 서로 데이터들을 주기적으로 모아주고, 공유하는 작업을 진행을 할때에 말한다.

 

동시성이나 병렬성을 구현을 할때에 비동기식과 동기식으로 둘다 구현이 가능하지만, 당연히 비동기식으로 구현하는게 효율이 더 좋다. 하지만 풀려는 문제에 따라서 알고리즘을 동기식으로 구현을 해야할수도 있다는 것을 알아두어야 한다.

 

결국에는 단어가 가지고 있는 뜻이 헷갈려서 어렵다고 생각을 하는 것인데,

다음의 단어의 뜻을 정확히 알고 있으면 해결이 된다

 

1) 동기식 vs 비동기식 (synchronous vs asynchronous)

2) IO-BOUND vs CPU-BOUND

3) 동시성 vs 병렬성

4) 멀티쓰레딩 vs 멀티프로세싱 vs Async io