C# `Thread`와 `ThreadPool`의 차이점 및 델리게이트 비동기 호출 이해

    internal class Program
    {
        private delegate string RunOnThreadPool(out int threadId);

        private static void Callback(IAsyncResult ar)
        {
            Console.WriteLine("Starting a callback...");
            Console.WriteLine("State passed to a callback: {0}", ar.AsyncState);
            Console.WriteLine("Is thread pool thread: {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
            Console.WriteLine("Thread pool worker thread id: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }

        private static string Test(out int threadId)
        {
            Console.WriteLine("Starting...");
            Console.WriteLine("Is thread pool thread: {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));

            threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            
            return string.Format("Thread pool worker thread id was:{0}", threadId);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            int threadId = 0;
            RunOnThreadPool poolDelegate = Test;

            var t = new Thread(() => Test(out threadId));
            t.Start();
            t.Join();

            Console.WriteLine("Thread id: {0}", threadId);
            IAsyncResult r = poolDelegate.BeginInvoke(out threadId, Callback, "a delegate asynchronous call");
            r.AsyncWaitHandle.WaitOne();

            string result = poolDelegate.EndInvoke(out threadId, r);
            Console.WriteLine("Thread pool worker thread id: {0}", threadId);
            Console.WriteLine(result);
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));  
        }
    }

 

코드 분석 및 설명

이 코드는 C#의 델리게이트와 비동기 프로그래밍의 동작 방식을 보여주는 예제입니다. 특히 Thread와 ThreadPool에서 실행되는 작업의 차이점과 델리게이트를 사용해 비동기 호출을 처리하는 방법을 설명합니다. 주요 구성 요소를 단계적으로 살펴보고, 빌드 결과와 함께 자세히 설명하겠습니다.

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1. 주요 구성 요소 설명

1.1 델리게이트 정의

private delegate string RunOnThreadPool(out int threadId);

• RunOnThreadPool은 반환 값이 string이고, out 매개변수로 int threadId를 가지는 델리게이트입니다.
• 이 델리게이트는 Test 메서드를 호출하기 위해 사용됩니다.

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1.2 Callback 메서드

private static void Callback(IAsyncResult ar)

• 델리게이트 비동기 호출의 콜백 메서드로 사용됩니다.
• IAsyncResult를 받아, 다음 정보를 출력합니다:
  • 콜백의 상태 (ar.AsyncState)
  • 현재 스레드가 **스레드 풀(Thread Pool)**에서 실행되는지 여부
  • 현재 스레드의 ID

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1.3 Test 메서드

private static string Test(out int threadId)

• Test 메서드는 델리게이트의 대상 메서드로 사용됩니다.
• 주요 기능:
  1. 시작 메시지와 현재 스레드가 스레드 풀에서 실행되는지 여부를 출력.
  2. 2초 동안 대기 (Thread.Sleep).
  3. 현재 스레드의 ID를 반환하고, 이 값을 out 매개변수로 전달.
  4. 실행 결과로 스레드 정보를 담은 문자열 반환.

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1.4 Main 메서드

static void Main(string[] args)

• 이 프로그램의 진입점으로, 다음 작업을 수행합니다:
  1. 새로운 Thread를 생성하여 Test를 실행.
  2. 델리게이트를 통해 비동기 방식으로 Test를 호출하고, 콜백 메서드를 실행.
  3. Thread와 ThreadPool의 ID를 비교하고, 실행 순서를 확인.

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2. 실행 과정 분석

2.1 새로운 Thread에서 실행

var t = new Thread(() => Test(out threadId));
t.Start();
t.Join();
Console.WriteLine("Thread id: {0}", threadId);

• 새로운 Thread를 생성하여 Test를 실행합니다.
• Thread.Join을 통해 스레드가 종료될 때까지 대기합니다.
• Test 메서드는 스레드 풀이 아닌 독립적인 스레드에서 실행되므로, 출력되는 Thread id는 스레드 풀의 ID와 다릅니다.

2.2 델리게이트의 비동기 호출

IAsyncResult r = poolDelegate.BeginInvoke(out threadId, Callback, "a delegate asynchronous call");
r.AsyncWaitHandle.WaitOne();

• BeginInvoke를 사용해 비동기 방식으로 Test를 호출합니다.
• 비동기 호출은 스레드 풀에서 실행되며, 작업이 완료되면 Callback 메서드가 호출됩니다.
• r.AsyncWaitHandle.WaitOne()는 호출이 완료될 때까지 대기합니다.

2.3 Callback 메서드

• 비동기 호출이 완료된 후 실행됩니다.
• 현재 스레드가 스레드 풀에서 실행 중인지와 스레드 ID를 출력합니다.

2.4 델리게이트 결과 수집

string result = poolDelegate.EndInvoke(out threadId, r);
Console.WriteLine("Thread pool worker thread id: {0}", threadId);
Console.WriteLine(result);

• EndInvoke를 호출해 비동기 호출 결과를 수집합니다.
• 최종적으로 스레드 풀에서 실행된 작업의 결과를 출력합니다.

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3. 예상 출력 결과

Starting...
Is thread pool thread: False
Thread id: 3
Starting...
Is thread pool thread: True
Starting a callback...
State passed to a callback: a delegate asynchronous call
Is thread pool thread: True
Thread pool worker thread id: 4
Thread pool worker thread id: 4
Thread pool worker thread id was:4

출력 분석

1. Thread에서 실행:
   • "Starting..."과 함께 "Is thread pool thread: False"가 출력됩니다.
   • 독립적인 Thread에서 실행되므로, 스레드 풀과 관련이 없습니다.
2. 비동기 호출 실행:
   • "Starting..."과 "Is thread pool thread: True"가 출력됩니다.
   • 스레드 풀에서 작업이 실행되었음을 확인할 수 있습니다.
3. 콜백 실행:
   • Callback 메서드가 호출되며, 스레드 풀에 대한 정보와 상태가 출력됩니다.
4. 결과 출력:
   • EndInvoke를 통해 스레드 풀에서 실행된 작업 결과와 ID를 확인합니다.

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4. 학습 포인트

1. Thread vs. ThreadPool
   • Thread는 독립적인 스레드를 생성하여 작업을 실행.
   • ThreadPool은 시스템에서 관리하는 스레드 풀에서 스레드를 재사용.
   • 스레드 풀은 자원을 효율적으로 사용하며, 비동기 호출과 함께 사용하기 적합.
2. 델리게이트의 비동기 호출
   • BeginInvoke와 EndInvoke를 통해 델리게이트를 비동기적으로 호출.
   • Callback 메서드를 통해 호출 완료 후 작업 처리.
3. out 매개변수
   • 메서드 호출 후, 호출한 쪽에서 값을 사용할 수 있도록 데이터 전달.
4. 스레드 간 동작 차이 이해
   • Thread와 ThreadPool에서 실행되는 작업의 차이를 실험적으로 확인 가능.