비동기(Asynchronous) vs. 동기(Synchronous), 블로킹(Blocking) vs. 논블로킹(Non-blocking)

비동기(Asynchronous) vs. 동기(Synchronous)

작업 간의 실행 순서를 결정하는 개념입니다.

• 동기(Synchronous): 요청을 보낸 후 응답이 올 때까지 기다리는 방식
  • 작업이 순차적으로 실행됨
  • 한 작업이 끝나야 다음 작업이 실행됨
  • 예: 전화 통화 (상대방이 응답해야 대화 가능)
• 비동기(Asynchronous): 요청을 보낸 후 응답을 기다리지 않고 다음 작업을 실행하는 방식
  • 응답이 언제 도착할지 몰라도 다른 작업을 계속 수행할 수 있음
  • 예: 문자 메시지 (보내놓고 상대방이 언제 답장할지 몰라도 다른 일을 할 수 있음)

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블로킹(Blocking) vs. 논블로킹(Non-blocking)

작업이 자원을 사용하는 동안 대기하는지 여부를 결정하는 개념입니다.

• 블로킹(Blocking): 요청한 작업이 완료될 때까지 현재 실행 중인 코드가 멈춤
  • 함수 호출이 끝날 때까지 다른 작업을 수행할 수 없음
  • 예: 파일을 읽을 때 읽기 작업이 끝날 때까지 프로그램이 멈춤
• 논블로킹(Non-blocking): 작업을 요청한 후 바로 반환되며, 다른 작업을 계속 수행할 수 있음
  • 예: 파일을 읽을 때 즉시 제어권을 반환하고, 데이터가 준비되면 처리

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개념 비교

동기(Synchronous) 비동기(Asynchronous) 블로킹(Blocking) 논블로킹(Non-blocking)

설명	요청 후 응답을 기다림	요청 후 응답을 기다리지 않음	요청한 작업이 완료될 때까지 멈춤	요청한 작업이 완료되지 않아도 바로 다음 코드 실행
예시	전화 통화	문자 메시지	파일 읽을 때 대기	파일 읽기 요청 후 다른 작업 수행
코드 실행 흐름	순차적으로 진행	다른 작업과 병행 가능	실행이 멈춤(대기)	실행이 멈추지 않음

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조합 예제

1. 동기 + 블로킹: 요청을 보낸 후 작업이 끝날 때까지 기다림
   • 예: 일반적인 함수 호출
2. 동기 + 논블로킹: 요청을 보내고 바로 반환하지만, 응답을 받을 때까지 직접 확인(Polling)
   • 예: while 루프를 이용한 상태 확인
3. 비동기 + 블로킹: 요청을 보낸 후 응답을 기다리는 동안 다른 작업을 할 수 있지만, 특정 작업이 끝날 때까지 멈춤
   • 예: Future.get() 호출
4. 비동기 + 논블로킹: 요청을 보내고 다른 작업을 계속 수행하며, 응답이 준비되었을 때 콜백 함수로 처리
   • 예: CompletableFuture.thenAccept()

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자바 코드 예제

1. 동기 + 블로킹

public class SyncBlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("작업 시작");
        try {
            Thread.sleep(3000); // 3초 동안 블로킹
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("작업 완료");
    }
}

실행 흐름:

• Thread.sleep(3000) 실행
• 3초 동안 프로그램이 멈춤 (블로킹)
• 이후 "작업 완료" 출력

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2. 동기 + 논블로킹

public class SyncNonBlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("작업 시작");

        long startTime = System.currentTimeMillis();
        while (System.currentTimeMillis() - startTime < 3000) {
            // 3초 동안 대기, 하지만 블로킹 없이 반복문 진행
        }

        System.out.println("작업 완료");
    }
}

실행 흐름:

• while 루프에서 계속 실행되지만, 멈추지 않고 반복
• CPU를 계속 사용하므로 비효율적 (Polling 방식)

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3. 비동기 + 블로킹 (Future 사용)

import java.util.concurrent.*;

public class AsyncBlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();

        System.out.println("작업 시작");
        Future<String> future = executor.submit(() -> {
            Thread.sleep(3000); // 3초 후 결과 반환
            return "작업 완료";
        });

        try {
            String result = future.get(); // 결과를 기다리는 동안 블로킹됨
            System.out.println(result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        executor.shutdown();
    }
}

실행 흐름:

• Future를 사용해 비동기 작업 실행
• future.get()을 호출하면 결과를 기다리면서 블로킹

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4. 비동기 + 논블로킹 (CompletableFuture 사용)

import java.util.concurrent.*;

public class AsyncNonBlockingExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("작업 시작");

        CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000); // 3초 대기 후 결과 반환
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return "작업 완료";
        }).thenAccept(result -> System.out.println(result)); // 결과가 준비되면 실행

        System.out.println("다른 작업 수행 중...");
        
        try {
            Thread.sleep(5000); // 메인 스레드 종료 방지
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

실행 흐름:

• supplyAsync()를 통해 별도 스레드에서 작업 실행
• thenAccept()를 사용해 결과가 준비되면 출력
• get()을 호출하지 않아서 블로킹되지 않음
• "다른 작업 수행 중..."을 먼저 출력한 후 3초 후에 "작업 완료"가 출력됨

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정리

동기(Synchronous) 비동기(Asynchronous)

블로킹(Blocking)	Thread.sleep(), future.get()	future.get() (비동기지만 블로킹)
논블로킹(Non-blocking)	Polling (while 문)	CompletableFuture.thenAccept()

• 동기 + 블로킹: 호출한 함수가 끝날 때까지 기다리며, 다른 작업을 못 함
• 동기 + 논블로킹: 함수 호출 후 바로 반환하지만, 주기적으로 상태 확인 (Polling)
• 비동기 + 블로킹: 별도 스레드에서 실행되지만, get() 호출 시 블로킹
• 비동기 + 논블로킹: 별도 스레드에서 실행 후, 콜백(thenAccept())을 사용해 논블로킹 처리

이제 개념이 확실히 정리되었을 거예요! 🚀