주의: 본 수업은 파이썬 3.7 버전 이상을 필요로 합니다.

async 맞보기

파이썬 쓰레드를 잠시 중단시키기 위해 time.sleep() 을 사용해 본 경험이 있을 것이다.

import time

def print_now():
    print(f"{time.strftime('%X')}")

print_now() # 16:12:18
time.sleep(1)
print_now() # 16:12:19 , 1초 지났다.

지금 다시 time.sleep() 에 대한 이야기를 하려는 것은 아니다. 우리에게 친숙한 time.sleep() 과 같은 역할을 하는 asyncio.sleep() 을 시작으로 파이썬 3.7부터 도입된 새로운 비동기 시스템에 대해서 소개하고자 한다.

다음 코드에서 await asyncio.sleep(1) 도 time.sleep(1) 같은 역할을 한다.

import asyncio
import time


def print_now():
    print(f"{time.strftime('%X')}")


async def main():
    print_now() # 16:12:18
    await asyncio.sleep(1)
    print_now() # 16:12:19

asyncio.run(main())

모르는 키워드가 2개 나왔다. async 과 await 이다. 이번 수업의 주제이다. async 와 await 의 자세한 작동방식을 파악하기 전에, 위 코드를 읽고 추측할 수 있는 내용 먼저 정리하도록 하자.

우선 async def 는 다음과 같은 의미이다.

“이 함수는 비동기로 실행되는 함수 입니다”

yield 가 포함된 제너레이터 함수가 함수의 호출 당시에 실행되지 않는다는 것을 알고 있을 것이다. (모른다면 generator 부터 공부하고 오도록 하자.)

async 함수도 이와 마찬가지로, async 함수를 호출하면 함수가 바로 실행되는 것이 아니라, 함수로부터 “코루틴 객체(coroutine object)”을 넘겨받게 된다.

>>> main()
<coroutine object main at 0x1053bb7c8>

코루틴 객체를 리턴하는 함수 (async 키워드가 달려있는 함수) 를 코루틴(coroutine) 이라고 부른다.

지금은 함수 하나만 실행하고 있기 때문에 비동기인지 아닌지 알 수 없지만 실제 비동기로 처리하는 건 이따가 해 보도록 하자.

await 은 async 함수 내부에서 사용하는 키워드 이며 (async 함수 바깥에서 사용하면 에러가 난다.) 해당 함수 내부에서 비동기로 실행해야 할 부분을 의미한다.

제너레이터 함수에서 yield 구문을 만나면 함수 작동은 중지되고 함수 바깥으로 yield 값을 가지고 빠져나가는 것을 기억하는가? await 이 코루틴 내부에서 yield 와 같은 기능을 한다. 코루틴을 실행 도중 await 구문을 만나면 await 구문을 실행 한 뒤, 다른 쓰레드로 실행 권한을 넘긴다.

따라서 await asyncio.sleep() 으로 한 쓰레드가 잠들어 있는 동안, 파이썬은 다른 함수를 실행할 수 있게 된다.

async 와 await 으로 동시에 2개의 함수 실행하기

이제는 직접 함수를 2번 실행해서, 진짜 두 함수가 비동기로 동시에 시작하는지를 테스트 해보도록 하자. 아래 예제는 파이썬 3 공식 문서에서 가져왔다. 참고 란에 링크를 걸어 두었다.

먼저 비동기가 아니라 순차적으로 실행되는 예제를 살펴보자.

import asyncio
import time

async def say_after(delay, what):
    await asyncio.sleep(delay)
    print(what)

async def main():
    print(f"started at {time.strftime('%X')}")

    await say_after(1, 'hello')
    await say_after(2, 'world')

    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")

asyncio.run(main())

위 함수의 실행결과이다.

started at 17:05:24
hello
world
finished at 17:05:27

파이썬이 실행된 후 1초 후에 hello 가 출력되고, 2초 후에 world 가 실행되었다. 즉, 다음과 같이 실행 된 것이다.

파이썬 실행
[Not supported by viewer]
say_after(1, ‘hello’)
say_after(1, ‘hello’)
say_after(2, ‘world’)
say_after(2, ‘world’)
종료
[Not supported by viewer]

이제부터 main() 함수 내부를 바꿔서 비동기 동시 실행으로 바꿔 보자.

async def main():
    task1 = asyncio.create_task(
        say_after(1, 'hello'))

    task2 = asyncio.create_task(
        say_after(2, 'world'))

    print(f"started at {time.strftime('%X')}")

    # Wait until both tasks are completed (should take
    # around 2 seconds.)
    await task1
    await task2

    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")

asyncio.create_task() 는 코루틴 객체를 인자로 받아서 task 객체로 감싸주는 역할을 한다. 코루틴을 await 했을 시 함수가 종료되기 까지 기다렸지만 task 를 await 했을 시에는 함수의 종료를 기다리지 않고 넘어간다.

return 받기

say_after 를 조금 수정해서 return_after 로 바꿔서 실험해 보자.

import asyncio
import time

async def return_after(delay, what):
    await asyncio.sleep(delay)
    return what

async def main():
    print(f"started at {time.strftime('%X')}")

    print(await return_after(1, 'hello'))
    print(await return_after(2, 'world')) 

    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")

asyncio.run(main())

결과값:

started at 10:51:16
hello
world
finished at 10:51:19

일반 함수를 실행한 것 처럼 바로 결과값을 받아볼 수 있었다. task 도 비슷하게 사용한다.

async def main():

    task1 = asyncio.create_task(
        return_after(1, 'hello'))

    task2 = asyncio.create_task(
        return_after(2, 'world'))

    print(f"started at {time.strftime('%X')}")

    print(await task1)
    print(await task2)

    print(f"finished at {time.strftime('%X')}")

결과값:

started at 10:56:39
hello
world
finished at 10:56:41

awaitable

코루틴과 테스트 그리고 조금 있다 배우게 될 퓨처, 이 세 가지를 모두 awaitable 이라고 한다. 해당 객체에 await 키워드를 사용할 수 있다는 뜻이다.

정리

  • 코루틴 객체를 리턴하는 함수 (async 키워드가 달려있는 함수) 를 코루틴(coroutine) 이라고 부른다.

참고

https://docs.python.org/ko/3/library/asyncio-task.html

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