NIO에서 비동기 I/O가 어떻게 작동하는지 설명해 주세요. #182

Chocochip101 · 2024-09-13T00:43:14Z

Chocochip101
Sep 13, 2024
Maintainer

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linirini · 2024-09-17T13:40:12Z

NIO는 논블로킹(non-blocking) IO를 지원하며, 채널(Channel)과 버퍼(Buffer)를 통해 데이터를 처리한다.

논블로킹 IO
- 시스템 콜 요청(request)이 즉시 IO 개시 여부를 반환
- I/O는 백그라운드에서 실행하고 어플리케이션은 다른 작업을 실행
- IO 응답(response)가 도착하면 신호(signal)나, 쓰레드 기반 콜백(callback)으로 IO 전달(transaction)을 완료

기존 스트림 기반 IO는 데이터를 읽거나 쓸 때 해당 작업이 완료될 때까지 블로킹되는 특성으로 인해 멀티 스레드 환경에서 자원의 효율적 사용에 제약이 걸리고 성능이 저하되는 문제가 있다.

NIO는 이 문제를 해결하기 위해 비동기 방식의 입출력 처리를 가능하게 한다.

NIO는 논블로킹 입출력과 이벤트 기반의 입출력에 기반한다. 이 방식은 작업이 완료되기를 기다리지 않고, 작업이 완료되었을 때 별도 알림을 받거나 결과를 가져오는 구조이다.

NIO의 핵심 구성 요소는 채널(Channel), 버퍼(Buffer), 셀렉터(Selector)이다.

채널: 데이터 읽기/쓰기 담당 통로로, 파일, 소켓 등 다양한 데이터 소스와 연결될 수 있다.
버퍼: 채널을 통해 전송되는 데이터를 임시로 저장하는 메모리 공간
셀렉터: 비동기 입출력을 관리하는 컴포넌트로, 여러 채널의 입출력 이벤트를 동시에 감시하고 처리한다. 이를 통해 하나의 스레드로 여러 네트워크 연결을 효율적으로 관리한다.

Java NIO에서는 비동기 I/O 작업을 위해 AsynchronousChannel 인터페이스가 제공된다. 이 인터페이스는 채널을 통해 비동기 방식으로 파일이나 소켓과 같은 리소스에 접근할 수 있도록 지원한다.

입출력 작업을 요청할 때, 작업이 즉시 완료되지 않고, 작업 완료 후 호출될 콜백을 함께 제출한다. 작업이 완료 되었을 때에는 대표적으로 CompletionHandler 인터페이스가 콜백을 처리하는데 사용된다.

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