비동기 코드 실행하기

HTTP 서버는 동시에 여러 클라이언트에 동시에 서비스할 수 있어야 합니다. 즉, HTTP 서버는 현재의 요청을 처리하기 전에 기존의 요청이 끝나길 기다려서는 안된다는 말입니다. 러스트북의 예제에서는 모든 연결에 스레드를 하나씩 할당하는 스레드 풀을 만들어서 이 문제를 해결합니다.

여기서는, 스레드를 추가하여 처리성능을 향상시키기 보다, 비동기 코드를 사용하여 같은 효과를 내 봅시다.

handle_connection의 선언을 async fn으로 수정하여 future를 반환하게 합시다.

async fn handle_connection(mut stream: TcpStream) {
    //<-- snip -->
}

async를 handle_connection 선언에 추가하면 반환값이 유닛 타입 ()에서 Future<Output=()>을 구현하는 타입으로 변경됩니다.

이 코드를 컴파일하면 작동되지 않을 것이라는 컴파일러 에러가 발생합니다.

$ cargo check
    Checking async-rust v0.1.0 (file:///projects/async-rust)
warning: unused implementer of `std::future::Future` that must be used
  --> src/main.rs:12:9
   |
12 |         handle_connection(stream);
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   |
   = note: `#[warn(unused_must_use)]` on by default
   = note: futures do nothing unless you `.await` or poll them

handle_connection은 그 반환값을 await하거나 poll하지 않았기 때문에, 전혀 실행되지 않을 것입니다. 서버를 실행하고 브라우저에서 127.0.0.1:7878 열면 연결이 거부됨을 알 수 있습니다. 서버가 요청을 처리하지 않는 것입니다.

비동기 코드 안에서 future 그 자제 만으로는 await하거나 poll할 수 없습니다. 즉 future가 완성될 때까지 스케쥴링하고 실행할 비동기 런타임이 필요합니다. 비동기 런타임, executor 그리고 reactor에 대한 자세한 정보를 원한다면 런타임 선택하기 장을 살펴보세요. 런타임 선택하기 장에 나온 모든 런타임은 이 프로젝트에서 동작할 것이지만, 이 예제들에선 aysnc-std 크레잇을 사용하기로 합니다.

Async 런타임 추가

아래 예제는 비동기 런타임(여기서는 async-std)을 사용하도록 리팩토링한 코드를 보여줄 것입니다. async-std의 #[async_std::main] 속성을 붙이면 비동기 main 함수를 작성할 수 있습니다. #[async_std::main]을 사용하기 위해서 async-std의 attributes 기능을 Cargo.toml에서 활성화 하세요.

[dependencies.async-std]
version = "1.6"
features = ["attributes"]

첫 번째 단계로, main 함수를 비동기로 전환하고, 비동기 handle_connection이 반환한 future를 await할 것입니다. 그리고 나서, 서버가 어떻게 작동하는 지 테스트할 것입니다. 이렇게 작성한 코드는 아래와 같습니다.

async fn main() {
    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:7878").unwrap();
    for stream in listener.incoming() {
        let stream = stream.unwrap();
        // 경고: 동시성이 없습니다.
        handle_connection(stream).await;
    }
}``` 
이제 서버가 연결을 동시에 처리할 수 있는 지 테스트해 봅시다. 단순히 `handle_connection`을
비동기로 만들었다고 해서 바로 서버가 여러개의 연결을 동시에 처리할 수 있게
되지는 않습니다. 곧 그 이유를 곧 알게 될 것입니다.

이를 설명하기 위해, 느린 요청 하나로 모의실험해 봅시다.
클라이언트가 `127.0.0.1:7878/sleep`으로 요청을 보냈을 때, 우리 서버는 5초간 잠들 것입니다.

```rust,ignore
use async_std::task;

async fn handle_connection(mut stream: TcpStream) {
    let mut buffer = [0; 1024];
    stream.read(&mut buffer).unwrap();

    let get = b"GET / HTTP/1.1\r\n";
    let sleep = b"GET /sleep HTTP/1.1\r\n";

    let (status_line, filename) = if buffer.starts_with(get) {
        ("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n", "hello.html")
    } else if buffer.starts_with(sleep) {
        task::sleep(Duration::from_secs(5)).await;
        ("HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\n", "hello.html")
    } else {
        ("HTTP/1.1 404 NOT FOUND\r\n\r\n", "404.html")
    };
    let contents = fs::read_to_string(filename).unwrap();

    let response = format!("{status_line}{contents}");
    stream.write(response.as_bytes()).unwrap();
    stream.flush().unwrap();
}

이는 러스트북의 현재 서버에서 느린 요청을 시뮬레이팅하기와 매우 유사합니다.

우리는 블로킹 함수인 std::thread::sleep대신에 논블로킹 함수인 async_std::task::sleep를 사용하고 있습니다. 코드 한 줄이라도 async fn 안에서 실행되고, await된다면 그 코드는 여전히 스레드를 블록할 수도 있음을 명심하세요. 우리 서버가 연결을 동시에 처리할 수 있는 지 테스트하려면, handle_connection이 논블로킹임을 확인해야 합니다.

서버를 실행하면, 127.0.0.1:7878/sleep에 대한 한 개의 요청이 수신되는 다른 요청들을 5초간 블록하는 것을 확인할 수 있습니다! 그 이유는 우리가 handle_connection을 await하는 동안에 진행될만한 다른 동시성 태스크가 없기 때문입니다. 다음 장에서는 연결을 동시에 처리할 수 있는 비동기 코드를 작성하는 방법에 대해 알아 봅시다.

러스트 비동기 프로그래밍

비동기 코드 실행하기

Async 런타임 추가