[FastAPI] 동시성과 async / await

🐰 FastAPI 공식문서를 보면서 개인적으로 정리한 글 입니다.

 

 

비동기 코드란?

한 작업이 완료될 때까지 기다리지 않고 다른 작업을 수행할 수 있는 코드

 

전통적인 동기 코드는 한 작업이 끝나기를 기다렸다가 다음 작업을 수행하지만 비동기는 그 반대이다.

 

비동기 코드는 주로 I/O 작업(네트워크 요청, 파일 입출력, 데이터베이스 쿼리 등)을 처리하는 데 사용된다.

이런 I/O 작업들의 특징은 완료 까지 시간이 오래 걸릴 수 있어, 동기 처리 시 다른 작업을 막고 대기해야 하는 닩머이 있기 때문에 비동기 코드 처리하여 전체적인 성능을 향상 시킬 수 있다.

 

파이썬에서는 async/await 구문을 사용하여 비동기 코드를 작성할 수 있다.

 

async : 비동기 함수를 정의할 때 사용 

await : 비동기 함수 내에서 다른 비동기 작업의 완료를 기다리는 데 사용

 

비동기 함수 호출은 시점에 실행되는 것이 아니라, await 키워드를 만나면 실행을 일시 중단하고 다른 작업을 처리한 뒤, 해당 작업이 완료되면 다시 실행된다.

 

그러나 비동기 코드의 작성은 동기 코드보다 복잡할 수 있고, 적절한 사용 및 관리가 필요하다.

 

비동기는 병렬과 비슷해보이지만 차이점이 있다.

비동기 : 작업들을 작은 단위로 나누어 번갈아가며 실행, 작업간의 전환을 빠르게 수행하여 여러 작업이 동시에 진행되는 것처럼 보임.

병렬 : 여러개의 CPU 코어 또는 컴퓨터 시스템의 다중 프로세싱 환경을 활용하여 여러 작업을 동시에 처리.

 

동시성 + 병렬성 -> 웹 + 머신러닝

• FastAPI를 사용하면 머신러닝 시스템과 같이 CPU/GPU에 묶인 작업을 위해 병렬성과 멀티프로세싱을 이용하는 것도 가능하다.
• 데이터사이언스 / 머신러닝을 사용하여 웹 API와 응용프로그램을 만들 때 좋은 선택지

 

 

async / await

await은 비동기 함수 내에서 다른 비동기 함수의 실행을 기다리는 키워드이다. 

비동기 함수는 async로 비동기 함수를 정의해야 한다.

import asyncio

async def async_func():
    print("비동기 함수 시작")
    await asyncio.sleep(1) # 1초 대기
    print("비동기 함수 종료")

async def main():
    print("메인 함수 시작")
    await async_func() # async_func()의 실행을 대기
    print("메인 함수 시작")

asyncio.run(main()) # 비동기 함수 실행

 

 

FastAPI에서 테스트

from fastapi.testclient import TestClient
from fastapi import FastAPI
import asyncio

app = FastAPI()

async def async_operation():
    # 비동기 작업을 수행하는 함수
    await asyncio.sleep(1)  # 1초 동안 대기
    return {"message": "비동기 작업 완료"}

@app.get("/")
async def root():
    # 비동기 작업을 호출하는 핸들러 함수
    result = await async_operation()
    return result

# 테스트용 코드
def test_root():
    client = TestClient(app)
    response = client.get("/")
    assert response.status_code == 200
    assert response.json() == {"message": "비동기 작업 완료"}