[Android] 네트워크 작업 시 비동기 작업이 필요한 이유 + 코루틴(coroutine)

1. UI 차단(Block) 현상의 원리와 문제점

1. Android의 스레드 모델
   • Android 앱은 기본적으로 메인 스레드(Main Thread)에서 사용자 인터페이스(UI)와 관련된 작업을 수행합니다.
     • 예: 화면에 버튼 표시, 사용자의 클릭 이벤트 처리.
   • 네트워크 작업은 주로 오래 걸릴 수 있는 작업에 속하며, 메인 스레드에서 실행하면 다른 작업(특히 UI 관련 작업)이 대기 상태에 들어갑니다.
2. UI 차단(Blocking)의 원인
   • 네트워크 작업은 데이터를 송수신하는 동안 외부 서버와의 통신을 기다려야 합니다.
     • 예) 서버에서 데이터를 처리하거나, 네트워크 지연(Latency)이 발생하는 경우.
   • 이 동안 앱은 결과가 반환되기를 기다리며 아무것도 하지 못하는 상태가 됩니다.
   • 메인 스레드가 이 대기 작업에 묶이게 되면 UI 업데이트(화면 그리기, 터치 응답 등)가 중단됩니다.
3. 사용자가 느끼는 문제
   • 화면이 멈춤 것처럼 보이며, 앱이 "응답하지 않음"으로 인식될 수 있습니다.
   • 앱은 다음과 같은 증상을 보일 수 있습니다:
     • 버튼 클릭 시 아무런 반응이 없음.
     • 화면의 텍스트나 이미지를 새로고침하지 않음.
   • 이로 인해 사용자 경험(UX)이 크게 저하됩니다.
4. ANR(Application Not Responding)
   • Android는 메인 스레드에서 작업이 5초 이상 차단되면 ANR 오류를 발생시킵니다.
     • ANR 창: "앱이 응답하지 않습니다. 앱을 종료하시겠습니까?" 라는 메시지가 표시됨.
   • ANR은 사용자가 앱을 종료하게 만들며, 앱 평판에 악영향을 미칠 수 있습니다.

 

2. 네트워크 작업에서 비용기 작업의 필요성

1. 비동기 처리의 개념
   • 비동기 작업은 네트워크 요청과 같은 긴 작업이 완료될 때까지 기다리는 대신, 작업을 백그라운드에서 처리하며 다른 작업은 계속 진행합니다.
   • 작업 완료 후 결과만 전달받아 UI를 업데이트합니다.
2. 비동기 작업의 장점
   • UI 응답성 유지:
     • 네트워크 작업이 진행되는 동안에도 UI는 정상적으로 동작.
     • 사용자는 앱이 중단되지 않고 "반응이 빠르다:"고 느낌.
   • 효율적인 리소스 사용:
     • 메인 스레드에서 작업이 중단되지 않으므로 CPU와 메모리를 효율적으로 활용.
   • 중첩된 호출 관리:
     • 여러 네트워크 작업을 동시에 처리할 수 있어 작업 효율이 높아짐.

 

3. 코루틴의 작동 원리와 기능

1. 경량 스레드

• 코루틴은 운영체제의 스레드 대신, 가벼운 구조체 형태로 동작하여 하나의 스레드에서 수천 개의 코루틴을 실행 가능합니다.
• 스레드 풀(Thread Pool)을 직접 관리할 필요 없이, 필요한 만큼 비동기 작업을 생성 가능합니다.

2. 순차적이면서 비동기적인 코드 작성

• 코루틴을 사용하면 네트워크 호출을 마치 동기 작업처럼 순차적으로 작성할 수 있습니다.
• 아래 코드는 동기적으로 보이지만, 실제로는 네트워크 호출이 백그라운드에서 비동기로 처리됩니다.

suspend fun fetchData() {
    val data = apiService.getData() // 비동기 호출
    updateUI(data) // UI 업데이트
}

 

3. Dispatchers의 활용

• Dispatchers.IO: 네트워크 작업과 같은 I/O 집중 작업에 최적화.
• Dispatchers.Main: UI와 관련된 작업은 반드시 메인 스레드에서 실행.
• 코루틴의 withContext를 사용하면 안전하게 작업을 적절한 스레드로 전환 가능.

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
    val result = fetchNetworkData()
    withContext(Dispatchers.Main) {
        textView.text = result
    }
}

 

4. 오류 관리의 단순화

• 코루틴에서 네트워크 작업의 오류를 처리하기 위해 try-catch를 사용.
• 네트워크 호출 실패나 예외 발생 시 UI에 에러 메시지를 안전하게 표시 가능.

try {
    val response = apiService.getData()
    // 성공 처리
} catch (e: Exception) {
    // 오류 처리
}

 

4. 코루틴 활용 시의 네트워크 작업 흐름

• 작업 분리
  • 메인 스레드: UI 관련 작업 및 사용자 입력 처리.
  • I/O 스레드: 네트워크 작업, 데이터 처리 등 CPU 또는 I/O 집중 작업.
• 작업 완료 후 UI 업데이트
  • 네트워크 작업이 완료되면 Dispatchers.Main로 전환하여 안전하게 UI를 갱신.
  • 백그라운드 작업과 UI 작업 간의 명확한 역할 분담으로 안정성 확보.
• 다중 네트워크 호출 처리
  • 여러 네트워크 요청을 동시에 실행하고, 결과를 조합하여 처리 가능.

CoroutineScope(Dispatchers.IO).launch {
    val data1 = async { fetchData1() }
    val data2 = async { fetchData2() }
    val combined = data1.await() + data2.await()
    withContext(Dispatchers.Main) {
        updateUI(combined)
    }
}

 

 

정리하면

1. 비동기 작업이 필요한 이유는 네트워크 작업의 특성과 Android의 스레드 정책 때문입니다. UI차단은 사용자가 앱을 느리거나 불안정하다고 인식하게 만들며, ANR로 이어질 수 있습니다.
2. 코루틴은 이러한 문제를 해결하기 위해 백그라운드에서 작업을 실행하면서도, UI 업데이트 시 메인 스레드를 안전하게 사용할 수 있는 강력한 도구를 제공합니다.
3. 네트워크 작업에서 코루틴을 활용하면 코드의 가독성과 유지보수성이 향상되며, 안정적이고 응답성 좋은 앱을 만들 수 있습니다.