[CS/운영체제] 동기 I/O와 비동기 I/O

동기와 비동기의 차이는 프로그램의 흐름 제어와 관련이 있다.

동기 방식은 I/O 작업이 완료될 때까지 프로그램의 흐름이 멈추지만, 비동기 방식은 I/O 작업을 백그라운드에서 진행하면서 메인 프로그램의 흐름을 계속 진행한다. 이처럼 동기 I/O는 요청한 작업이 완료될 때까지 기다리는 반면, 비동기 I/O는 요청한 작업이 처리되는 동안 다른 작업을 계속해서 수행한다.

 

동기 I/O

동기 I/O는 프로그램이 I/O 작업을 요청하고, 해당 작업이 완료될 때까지 기다리는 방식이다. 데이터의 입/출력 작업이 진행되는 동안 프로그램은 다른 작업을 진행하지 않고 기다린다. 가장 간단하고 직관적이지만, I/O 작업이 오래 걸리는 경우 프로그램의 효율성이 크게 저하될 수 있다.

 

비동기 I/O

비동기 I/O는 프로그램이 I/O 작업을 요청하고, 그 작업이 완료되기를 기다리지 않고 즉시 다음 작업으로 넘어가는 방식이다. 이 경우, I/O 작업이 끝날 때까지 다른 작업을 계속해서 진행할 수 있어 효율성이 높다. 비동기 I/O는 복잡성이 증가하지만, 특히 대용량 데이터를 처리하거나 여러 I/O 작업을 동시에 처리해야 할 때 유용하다.

 

현업에서의 예시

웹 서버가 클라이언트의 요청을 받아 데이터베이스에서 정보를 조회해야 한다고 가정해보자.

동기 I/O의 경우

서버는 데이터베이스에서 응답이 올 때까지 다른 어떤 요청도 처리하지 않는다. 즉, 한 번에 하나의 요청만 처리하고, 그 요청이 완료될 때까지 대기한다. 이런 동기 방식은 코딩이 비교적 쉽지만, 대량의 요청을 처리하는 서버에서는 효율성이 떨어질 수 있다.

비동기 I/O의 경우

클라이언트의 요청을 받은 서버는 데이터베이스의 정보를 조회하라는 요청을 보낸 뒤에 응답을 기다리는 동안 다른 요청도 동시에 처리한다. 따라서 한 번에 여러 요청을 동시에 처리할 수 있다. 이런 비동기 방식은 코딩이 조금 더 복잡하지만, 대량의 요청을 빠르게 처리하는 데 유리하다.