AsyncStream

최완식·2022년 6월 22일

AsyncStream AsyncThrowingStream concurrency continuation onTermination yield

Concurrent Programming

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AsyncSequence를 공부하다 후반에 나온 AsyncStream을 이해하지 못해 문서를 읽어본다.

AsyncStream

이전 글에서 AsyncSequence를 Custom하게 만드는 방법까지 알아보았다. 하지만 Apple에서는 기존 로직을 converting하는데 있어 다른 방법을 제안하는데, 그녀석이 AsyncStream이다.

public struct AsyncStream<Element> {
    ...
}
extension AsyncStream : AsyncSequence {
    ...
}

일단 우리가 이전에 알아본 AsyncStream을 준수하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 그렇다면, 이 친구는 AsyncSequence를 만들어주면서 다른 추가적인 method가 들어간 녀석이 아닐까? 맞다.

Example

이해하기 위해 Zedd님의 예시 코드를 가져왔습니다.

let digits = AsyncStream<Int> { continuation in
    for digit in 1...10 {
        continuation.yield(digit)
    }
    continuation.finish()
}
Task {
    for await digit in digits {
        print(digit) // 1, 2... 10
    }
}

이렇게 하면 AsyncStream을 만들 수 있다. 이전에 비해 상대적으로 쉽게 AsyncStream을 만들 수 있다. 그런데 내부적으로 동작하는 방식을 모르겠다.

AsyncStream.init

일단 AsyncStream의 생성자가 이상하다. 생성시에 closure를 받고 있다.

init(
    _ elementType: Element.Type = Element.self,
    bufferingPolicy limit: AsyncStream<Element>.Continuation.BufferingPolicy = .unbounded,
    _ build: (AsyncStream<Element>.Continuation) -> Void
)

실제로 보면, 기본 인자를 두개 받고, 마지막에 build라는 변수로 closure를 받고 있다.

elementType
- AsyncStream이 생산하는 Type을 정의한다.
bufferingPolicy
- concurrent하게 생산한 아이들을 모아둘 버퍼의 크기를 정한다.
build
- 어떤 방식으로 수확(yield)할지에 대한 방법을 정의한다. 해당 클로저는 continuation 인스턴스를 받는데, 이걸로 스트림에 주입하고 종료할 수 있다.

buffer? 어떻게 버퍼로 동작하는지 궁금하여 아래의 코드를 구성했다.

let stream = AsyncStream<Int>(Int.self,
                              bufferingPolicy: .bufferingNewest(5)) { continuation in
   for i in 0..<10 {
        continuation.yield(i)
    }
    continuation.finish()
}

Task {
    // Call point:
    for await random in stream {
        print ("\(random)") // 10개중 현재시점으로 부터 가장 근방에 발생한 5개의 원소만 가져온다. (5, 6, 7, 8, 9)
    }
}

해당 동작 방식을 통해 어느정도 어떻게 동작하는지 유추해볼 수 있을 것 같다. build로 넣은 클로저는 다른 thread에서 동작하게 하고, 결과를 특정 buffer에 받은 뒤,

AsyncStream.Continuation

A mechanism to interface between synchronous code and an asynchronous stream.

Producing Element
- yield method를 사용해서 생성한 type의 instance를 stream에 제공하라고 문서에 나와있다.
Finishing the Stream
- stream 주입이 모두 끝나면, finish method를 사용하여 stream을 종료하라고 한다.

AsyncThrowingStream

AsyncStream이 AsyncSequence를 쉽게 만들어주는 친구라면, 이전 글에서 보았듯 throw를 처리하는 녀석도 쉽게 만들 수 있어야 한다. 이를 쉽게 만들어주는 친구가 요녀석이다.

enum CustomError: Error {
    case fiveError
}

let digits = AsyncThrowingStream<Int, Error> { continuation in // AsyncThrowingStream.Continuation ✅ AsyncStream.Continuation ❎
    for _ in 1...10 {
        let digit = Int.random(in: 1...10)
        if digit == 5 {
            continuation.finish(throwing: CustomError.fiveError)
        }
        continuation.yield(digit)
    }
    continuation.finish()
}

Task {
    do {
        for try await digit in digits {
            print ("\(digit)")
        }
    } catch {
        print(error)
    }
}

// 10
// 7
// 9
// 7
// fiveError

onTermination

두 타입 모두, stream이 termination 되는 시점에 continuation에 onTermination 콜백을 지정할 수 있다. (AsyncStream.Continuation.Termination, AsyncThrowingStream.Continuation.Termination)

let digits = AsyncStream(Int.self) { continuation in
    continuation.onTermination = { termination in
        switch termination {
        case .finished:
            print("producing finished")
        case .cancelled:
            print("producing cancelled")
        @unknown default:
            fatalError()
        }
    }

    for _ in 1...10 {
        let digit = Int.random(in: 1...10)
        if digit == 5 {
            continuation.onTermination?(.cancelled)
        }
        print("produced: ", digit)
        continuation.yield(digit)
    }
    print("before producing finish")
    continuation.finish()
    print("after producing finish")
}

Task {
    do {
        for try await digit in digits {
            print ("stream: \(digit)")
        }
    } catch {
        print(error)
    }
}

produced:  8
producing cancelled
producing finished
produced:  5
produced:  9
produced:  5
produced:  3
produced:  7
produced:  9
produced:  6
produced:  7
produced:  4
before producing finish
after producing finish
stream: 8