파이썬 - 스레드 풀
안녕하세요, 파이썬 프로그래머를 꿈꾸는 여러분! 오늘, 우리는 흥미로운 스레드 풀의 세계에 뛰어들어보겠습니다. 여러분의 친절한 이웃 컴퓨터 교사로서, 저는 여러분을 이 여정을 단계별로 안내할 수 있습니다. 프로그래밍에 새로운 사람이라도 걱정하지 마세요; 우리는 기본부터 시작하여 점차 고급으로 진행하겠습니다. 그럼, 좋아하는 음료수를 준비하고 편안하게 앉아서 여러분의 모험을 시작해보세요!
스레드 풀이란 무엇인가요?
코드에 뛰어들기 전에, 스레드 풀이란 무엇인지와 왜 중요한지 이해해보겠습니다. 바쁜 레스토랑을 운영하는 것을 상상해보세요. 고객이 들어오면 매번 새 직원을 고용하는 대신, 서빙할 준비가 된 웨이터 팀이 있다고 생각해보세요. 이 팀이 여러분의 "풀"입니다. 프로그래밍에서는 스레드 풀도 비슷합니다 - 필요할 때 작업을 할 수 있는 재사용 가능한 스레드의 그룹입니다.
스레드 풀은 새로운 스레드를 만들어야 하는 오버헤드 없이 여러 작업을 효율적으로 관리하는 데 도움이 됩니다. 특히 여러 짧은 수명의 작업이 동시에 실행되어야 하는 경우에 매우 유용합니다.
이제, 파이썬에서 스레드 풀을 구현하는 두 가지 주요 방법을 탐구해보겠습니다: ThreadPool 클래스와 ThreadPoolExecutor 클래스입니다.
Python ThreadPool 클래스 사용
ThreadPool 클래스는 multiprocessing.pool 모듈의 일부입니다. 약간 오래된 것이지만 여전히 널리 사용됩니다. 이를 어떻게 사용할 수 있는지 살펴보겠습니다:
from multiprocessing.pool import ThreadPool
import time
def worker(num):
print(f"Worker {num} is starting")
time.sleep(2) # 작업 시뮬레이션
print(f"Worker {num} is done")
return num * 2
# 3개의 작업 스레드로 스레드 풀 생성
pool = ThreadPool(3)
# 풀에 5개의 작업 제출
results = pool.map(worker, range(5))
# 풀 닫고 모든 작업 완료를 기다림
pool.close()
pool.join()
print("All workers have finished")
print(f"Results: {results}")이를 분석해보겠습니다:
-
ThreadPool과time을 임포트합니다 (시뮬레이션 작업용). - 작업을 시뮬레이션하고 값을 반환하는
worker함수를 정의합니다. - 3개의 작업 스레드로
ThreadPool을 생성합니다. -
pool.map()을 사용하여 풀에 5개의 작업을 제출합니다. 이는 사용 가능한 스레드에 작업을 분산시킵니다. - 풀을 닫고 모든 작업이 완료될 때까지 기다립니다.
- 마지막으로 결과를 인쇄합니다.
이를 실행하면 5개의 작업이 있지만, 3개의 작업 스레드에 의해 실행된다는 것을 볼 수 있습니다. 이를 통해 스레드 풀이 어떻게 작업을 관리하는지 보여줍니다.
Python ThreadPoolExecutor 클래스 사용
이제 더 현대적인 ThreadPoolExecutor 클래스를 concurrent.futures 모듈에서 살펴보겠습니다. 이 클래스는 콜러블을 비동기적으로 실행하는 더 높은 수준의 인터페이스를 제공합니다.
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time
def worker(num):
print(f"Worker {num} is starting")
time.sleep(2) # 작업 시뮬레이션
print(f"Worker {num} is done")
return num * 2
# 3개의 작업 스레드로 ThreadPoolExecutor 생성
with ThreadPoolExecutor(max_workers=3) as executor:
# 실행자에게 5개의 작업 제출
futures = [executor.submit(worker, i) for i in range(5)]
# 모든 작업 완료를 기다리고 결과 가져오기
results = [future.result() for future in futures]
print("All workers have finished")
print(f"Results: {results}")이 예제를 분석해보겠습니다:
-
ThreadPoolExecutor를ThreadPool대신 임포트합니다. -
with문을 사용하여 실행자를 생성하고 관리합니다. 이는 완료 후 올바른 정리를 보장합니다. -
executor.submit()을 사용하여 개별 작업을 풀에 제출합니다. - 작업의 최종 결과를 나타내는
Future객체의 목록을 만듭니다. - 각 작업의 결과를 기다리고 가져오기 위해
future.result()를 사용합니다.
ThreadPoolExecutor는 더 많은 유연성을 제공하며, 특히 더 복잡한 시나리오에서는 더 쉽게 사용할 수 있습니다.
ThreadPool와 ThreadPoolExecutor 비교
이 두 접근 방식을 비교해보겠습니다:
| 기능 | ThreadPool | ThreadPoolExecutor |
|---|---|---|
| 모듈 | multiprocessing.pool | concurrent.futures |
| 파이썬 버전 | 모든 버전 | 3.2 이상 |
| 컨텍스트 관리자 | 아니요 | 예 |
| 유연성 | 적음 | 많음 |
| 오류 처리 | 기본 | 고급 |
| 취소 | 제한적 | 지원 |
| Future 객체 | 아니요 | 예 |
보시다시피, ThreadPoolExecutor는 더 많은 기능을 제공하며 일반적으로 더 유연합니다. 그러나 ThreadPool도 여전히 유용하며, 특히 오래된 파이썬 버전에서 작업하거나 기존 코드와의 호환성을 유지해야 하는 경우에는 유용합니다.
최상의 실천과 팁
-
적절한 수의 스레드 선택: 너무 적은 스레드는 CPU를 완전히 활용하지 못할 수 있고, 너무 많은 스레드는 오버헤드를 초래할 수 있습니다. 좋은 시작점은 여러분의 기계의 CPU 코어 수입니다.
-
컨텍스트 관리자 사용:
ThreadPoolExecutor를 사용할 때는 항상with문을 사용하여 올바른 정리를 보장하세요.
3 예외 처리: 작업 함수에서 예외를 처리하여 조용히 실패하지 않도록 주의하세요.
-
공유 자원에 주의: 스레드 풀을 사용할 때 공유 자원에 주의하여 경쟁 조건을 피하세요.
-
작업 세분화 고려: 스레드 풀은 많은 작은 작업보다는 몇 개의 큰 작업보다 더 잘 작동합니다.
결론
축하합니다! 여러분은 파이썬에서 스레드 풀에 대한 첫 걸음을 내딛었습니다. 우리는 ThreadPool과 ThreadPoolExecutor의 기본을 다루었으며, 이제 여러분은 자신의 프로젝트에서 이 강력한 도구를 사용할 수 있는 좋은 기반을 갖추었습니다.
레스토랑의 바쁜 주방에서 요리를 배우는 것처럼, 스레드 풀을 마스터하는 것은 연습이 필요합니다. 실험하고 실수를 할 때까지 두려워마세요 - 그게 우리가 배우는 방법입니다! 계속 코딩하고 배우며, 언제 어떻게 될지 모르겠지만, 여러분은 바쁜 주방에서 팬을 던지는 프로 셰프처럼 스레드를 주고받을 수 있을 거예요.
좋은 코딩 되세요, 여러분의 스레드는 항상 조화를 이루세요!
Credits: Image by storyset