[ 기본개념] 동기/비동기와 단일/멀티스레드

📑 목차

1. 개념의 중요성과 기본 이해
2. 일상 생활 비유로 이해하는 동기 vs 비동기
3. 쉽게 이해하는 단일스레드 vs 멀티스레드
4. 동기/비동기와 단일/멀티스레드의 조합 이해하기
5. 초보자를 위한 핵심 요약
6. 실제 프로그래밍에서의 활용

개념의 중요성과 기본 이해

프로그래밍을 배우다 보면 반드시 마주치게 되는 개념이

바로 '동기/비동기'와 '단일/멀티스레드'입니다.

 

이 개념들은 처음 접하면 추상적이고 이해하기 어렵게 느껴질 수 있습니다.

 

하지만 우리의 일상 생활에서 쉽게 찾아볼 수 있는 예시를 통해 이해한다면 훨씬 명확해집니다.

이 글에서는 복잡한 기술 용어 대신 누구나 이해할 수 있는 비유를 통해 이 개념들을 설명하고자 합니다.

프로그래밍 초보자도 쉽게 이해할 수 있도록 일상 생활의 친숙한 상황을 예로 들어 설명하겠습니다.

 

일상 생활 비유로 이해하는 동기 vs 비동기

 

동기(Synchronous) 방식

 

비유: 은행 창구에서 한 명씩 업무 처리하기

당신이 은행에 가서 번호표를 뽑고 차례를 기다린다고 상상해보세요.

은행 직원은 한 명의 고객 업무를 완전히 끝내야만 다음 고객을 부릅니다.

1. 철수 업무 시작 → 철수 업무 완료
2. 영희 업무 시작 → 영희 업무 완료
3. 민수 업무 시작 → 민수 업무 완료

동기 방식의 특징
✅ 장점: 순서가 명확하고 예측 가능함
❌ 단점: 한 사람의 업무가 오래 걸리면 모든 사람이 기다려야 함

비동기(Asynchronous) 방식

 

비유: 카페에서 주문 후 진동벨 받기

카페에서 음료를 주문하면 진동벨을 받고 자리에 앉아 기다립니다.

그동안 다른 일(스마트폰 보기, 책 읽기)을 할 수 있고, 벨이 울리면 음료를 받으러 갑니다.

1. 철수 주문 → (기다리는 동안 다른 일 함) → 철수 음료 완성 알림 → 수령
2. 영희 주문 → (기다리는 동안 다른 일 함) → 영희 음료 완성 알림 → 수령

비동기 방식의 특징
✅ 장점: 기다리는 시간을 효율적으로 활용 가능
❌ 단점: 완료 순서가 예측하기 어려울 수 있음

 

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쉽게 이해하는 단일스레드 vs 멀티스레드

 

단일스레드(Single-thread)

 

비유: 혼자서 여러 집안일 하기

당신 혼자서 집안일을 모두 해야 한다고 생각해보세요.

빨래, 설거지, 청소를 모두 해야 하지만 한 번에 하나씩만 할 수 있습니다.

1. 빨래 시작 → 빨래 완료
2. 설거지 시작 → 설거지 완료
3. 청소 시작 → 청소 완료

단일스레드의 특징
✅ 장점: 작업 간 충돌이 없고 관리가 쉬움
❌ 단점: 한 작업이 오래 걸리면 전체 시간이 길어짐

멀티스레드(Multi-thread)

 

비유: 여러 사람이 함께 집안일 하기

당신과 가족들이 함께 집안일을 나눠서 한다고 상상해보세요.

당신은 빨래, 배우자는 설거지, 자녀는 청소를 동시에 합니다.

당신: 빨래 시작 → 빨래 완료
배우자: 설거지 시작 → 설거지 완료
자녀: 청소 시작 → 청소 완료
(모두 동시에 진행)

멀티스레드의 특징
✅ 장점: 여러 작업을 동시에 처리해 전체 시간 단축
❌ 단점: 작업 간 충돌 가능성(예: 두 사람이 같은 공간 청소)

 

동기/비동기와 단일/멀티스레드의 조합 이해하기

 

동기 + 단일스레드

 

비유: 혼자서 요리책 따라 요리하기

요리책을 보며 한 단계씩 따라하는 방식입니다.

재료 손질이 끝나야 볶기 시작하고, 볶기가 끝나야 간을 맞춥니다.

가장 단순하지만 시간이 오래 걸리는 방식입니다.
초보자가 프로그래밍을 배울 때 가장 먼저 접하는 방식이기도 합니다.

비동기 + 단일스레드

 

비유: 혼자서 여러 요리 동시에 하기

혼자서 요리하지만 효율적으로 시간 활용: 고기를 굽는 동안 야채를 썰고, 밥이 되는 동안 국을 끓입니다.

JavaScript의 일반적인 실행 방식입니다.
한 사람(스레드)이지만 시간을 효율적으로 활용하는 방식입니다.

동기 + 멀티스레드

 

비유: 여러 요리사가 각자 다른 요리 완성하기

레스토랑에서 여러 요리사가 각자 담당 요리를 처음부터 끝까지 완성합니다.

각 요리사(스레드)는 자신의 요리를 순차적으로 완성합니다.
여러 요리가 병렬로 준비되어 전체적인 효율성이 높아집니다.

비동기 + 멀티스레드

 

비유: 전문 레스토랑 주방 시스템

여러 요리사가 협업하며 효율적으로 일합니다.

한 요리사가 고기를 굽는 동안 다른 요리사는 소스 준비, 또 다른 요리사는 플레이팅을 담당합니다.

가장 복잡하지만 가장 효율적인 방식입니다.
대규모 서버 시스템이나 복잡한 애플리케이션에서 많이 사용됩니다.

 

초보자를 위한 핵심 요약

 

동기/비동기는 '일 처리 방식'에 관한 것

• 동기: 한 작업이 끝날 때까지 기다렸다가 다음 작업 시작 (줄 서기)
• 비동기: 작업을 시작해놓고 결과를 기다리는 동안 다른 일 처리 (진동벨)

단일/멀티스레드는 '일꾼의 수'에 관한 것

• 단일스레드: 일꾼 1명이 모든 일 처리
• 멀티스레드: 여러 명의 일꾼이 동시에 일 처리

실생활 예시로 이해하기

• 동기+단일스레드: 한 명이 순서대로 일하기 (가장 느림)
• 비동기+단일스레드: 한 명이 여러 일을 번갈아가며 효율적으로 처리
• 동기+멀티스레드: 여러 명이 각자 맡은 일을 순서대로 처리
• 비동기+멀티스레드: 여러 명이 협업하며 효율적으로 일 처리 (가장 빠름)

 

실제 프로그래밍에서의 활용

 

웹 크롤링 예시

 

웹 크롤링은 여러 웹페이지에서 정보를 수집하는 작업입니다.

이때 동기/비동기와 단일/멀티스레드 개념이 중요하게 적용됩니다.

 

동기식 크롤링:

1. 페이지1 접속 → 데이터 수집 완료
2. 페이지2 접속 → 데이터 수집 완료
3. 페이지3 접속 → 데이터 수집 완료

 

비동기식 크롤링:

1. 페이지1 접속 요청 → (기다리는 동안)
2. 페이지2 접속 요청 → (기다리는 동안)
3. 페이지3 접속 요청 → (기다리는 동안)
4. 페이지1 응답 완료 → 데이터 수집
5. 페이지3 응답 완료 → 데이터 수집
6. 페이지2 응답 완료 → 데이터 수집

프로그래밍 언어별 특징

• JavaScript: 기본적으로 단일스레드 비동기 방식 (이벤트 루프 기반)
• Python: GIL(Global Interpreter Lock)로 인해 멀티스레드의 한계가 있어, 멀티프로세스 방식을 많이 사용
• Java: 멀티스레드 프로그래밍이 잘 지원됨
• C#: async/await 키워드로 비동기 프로그래밍 지원

실무에서의 선택 기준
1. 작업의 특성: IO 작업이 많으면 비동기, CPU 연산이 많으면 멀티스레드
2. 시스템 자원: 메모리와 CPU 코어 수에 따라 적절한 스레드 수 결정
3. 복잡성 관리: 비동기와 멀티스레드는 디버깅이 어려울 수 있음
4. 확장성: 대규모 시스템은 비동기+멀티스레드 조합이 유리

이러한 개념들은 컴퓨터가 작업을 처리하는 방식을 이해하는 데 매우 중요합니다.

특히 웹 크롤링이나 데이터 처리와 같이 여러 작업을 효율적으로 처리해야 하는 경우에 적절한 방식을 선택하는 것이

성능에 큰 영향을 미칩니다.

 

프로그래밍을 배우는 과정에서 이러한 개념을 명확히 이해하면,

더 효율적인 코드를 작성하고 성능 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것입니다.

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