[kotlin] 코틀린(Kotlin) 과 코루틴(Coroutine)에 대해

Kotlin 

• 2011년 7월 JetBrains(인텔리제이 개발사) 가 출시한 오픈소스 프로그래밍 언어 
• JVM 기반 언어로 Java 와 유사하지만 더 간결한 문법과 다양한 기능이 추가됨. 
• Java 와의 상호 운용 100% 지원함. 
• JVM 바이트 코드가 기본이지만, kotlin/native 를 사용하면 jvm 없이 기계어로 컴파일이 가능함. 
• 이를 통해 임베디드 시스템 등 다양한 플랫폼에서 kotlin 을 사용할 수 있음. 
• Android, spring 프레임워크, tomcat, java script, jakarta EE, kotlin/js 를 통한 html5, iOS, 라즈베리파이 등을 개발할때 사용할 수 있음. 
• 2017년 구글이 안드로이드 공식 언어로 kotlin 추가함. 
• 2018년 카카오가 카카오톡 메시징 서버에 kotlin 사용 후 코드양 줄고 생산성 대폭 향상되었다는 사례가 있음. 
• 2019년 1월부터 구글은 내부 안드로이드 프로젝트에 kotlin 을 우선 언어로 사용하고 있으며 기존 java 프로젝트도 유지중. 
• 안드로이드 공식 문서 샘플 코드도 kotlin 먼저 나옴. 

 

Java 와 비교했을 때 코틀린이 편한 점 

1. 코드의 간결함 

• 세미콜론 (;) 을 일일이 찍을 필요 없음 
• property : 자바처럼 getter/setter 를 길게 만들지 않고 변수 선언만으로 내부적으로 처리 함. 
• data class: data class User (val name: String) 한줄이면 equals(), hasCode(), toString(), copy() 가 자동으로 생김. 
• top level function : 클래스 없이 파일 어디서든 함수 만들 수 있음. 

2. Null safety 

• null 체크 의무화 : 변수 선언시 ? (nullable) 를 붙여야만 null 을 넣을 수 있음. 컴파일 단계에서  NullPointerException(NPE)을 미리 잡아줌. 
• is로 타입을 확인하면, 그다음 줄부터는 알아서 그 타입으로 캐스팅함. 일일이 형 변환((String) obj)을 할 필요가 없음. 

3. 유연하고 강력한 함수 

• 확장함수(extension) : 남이 만든 클래스(자바 표준 라이브러리) 에도 내가 원하는 메서드를 추가해서 쓸 수 있음. 
• infix 함수: 2 power 4 처럼 함수를 연산자처럼 자연스럽게 쓸 수 있음. 
• 연산자 오버로딩 : ==가 내부적으로 equals() 를 호출함. 문자열 비교시 == 만 쓰면됨.

4. 현대적인 제어문 when 

• switch 보다 강력함. 범위(in), 타입(in) 등 다양한 조건을 넣을 수 있고, 결과를 바로 변수에 담아 표현식도 쓸 수 있음. 
• Range: 1..10 or 1 unit 10 처럼 범위를 직관적으로 표현 가능

5. JVM 기반이라서 갖는 구조적 특징 

• 코틀린의 클래스/메서드는 기본적으로 상속 불가임(final) -> 상속 허용하려면 open 을 붙여야함. 
• companion object: 자바의 static 대신 사용하며, 훨씬 객체지향적으로 상속이나 인터페이스 구현 가능함. 
• checked exception 무시: 자바처럼 try-catch 를 강제로 쓰지 않아도됨. 코드가 훨씬 깔끔해짐. 

 

코틀린 단점 

• 컴파일 속도가 자바보다 느리다 : 컴파일러가 하는 일이 많아짐. (코드의 null 안정성 체크, 스마트 캐스트 계산 등등) 
• 학습 곡선이 생각보다 높음 : 자바의 고질적인 문제를 해결하고자 도입한 기능이 많아서 코딩 스타일을 맞추지 않으면 협업시 코드 가독성 떨어질 수 있음. 
• 런타임 라이브러리 크기 증가: 코틀린 자체 표준 라이브러리 (kotlin-stdlib) 를 포함해야함 
• 자바와의 호환성? : 100% 호환된다고 하지만, null 안정성문제/static 접근 문제 등등이 생길 수 있음. 

 

코루틴(Coroutine)이란? 

• Co(함께, 협력) + Routine(함수, 작업 단위) 의 합성어. 
• 1960년대에 멜빈 콘웨이에 의해 처음 소개되었음. 
• 즉, 여러개의 루틴이 서로 양보하며 협력(cooperative)적으로 실행을 제어하는 "프로그래밍 패턴"을 의미. 
• 비동기 프로그래밍과 동시성(concurrency) 처리를 위한 프로그래밍 구조로 보통 함수(subroutine) 는 한번 실행되면 끝날때까지 멈추지 않지만, 코루틴은 실행 중간에 멈췄다가(suspend), 나중에 다시 시작(resume) 할 수 있음. 

코루틴 특징 

1. 중단과 재개 : 코루틴은 실행 중간에 특정 키워드를 사용해 실행을 중단하고, 상태를 저장한 뒤 나중에 다시 실행 재개 가능 
2. 비동기처리: 입출력(i/o) 작업이나 긴 실행 시간을 요구하는 작업에서 비동기적으로 실행되며, 동시성을 지원함. 
3. 가벼움: 코루틴은 os 스레드와 달리 가벼운 단위로 동작하며 하나의 스레드에서 다수의 코루틴을 실행할 수 있음. 
4. 상태 유지: 코루틴은 중단된 시점에서 상태(변수, 호출 스택) 를 유지하며, 재개 시 이전 상태를 복원하여 실행을 이어감. 

 

중요 키워드 : suspend, resume 

1. suspend (일시 중단) 

• 비차단(non-blocking) : 코루틴이 네트워크 요청 같은 무거운 작업을 만났을때 스레드를 꽉 잡고 기다리는게 아니라, "잠깐 멈출테니, 그동안 다른 스레드는 다른 일해" 라고 양보하는 것. 
• 덕분에 하나의 스레드에서 수천, 수만개의 코루틴이 동시에 돌아갈 수 있음. 

2. resume (재개) 

• 복귀 지점 기억 : suspend 로 작업을 멈췄을때, 코루틴은 그냥 사라지는 것이 아니라 어디까지 했는지 저장함. 
• 작업 완료 후 복귀: 네트워크 요청이나 db 작업이 끝나면 멈췄던 지점으로 다시 돌아와서 작업 실행
• 스레드 복귀 : 이때 재개되는 스레드는 처음 시작했던 스레드와 같을 수 있고 다를 수 있음. 

3. continuation (연속성) 

• suspend 와 resume 을 이어줌. 
• 코틀린 컴파일러는 suspend 를 만나면 내부적으로 나머지 작업 내용에 대한 기록을 새김. 
• 작업이 끝나면 resume 하기 위함. 

4. structured concurrency (구조화된 동시성) 

• 생명 주기 관리 = CoroutineScope 이라는 울타리를 제공 
• 만약 부모 작업이 취소되면 그 안에서 돌아가던 수만개의 자식 코루틴도 한꺼번에 안전하게 종료됨. 

 

스레드(thread) vs 코루틴(coroutine) 

구분	스레드 (Thread)	코루틴 (Coroutine)
관리 주체	OS (커널)	사용자 (코드/라이브러리)
메모리	각 스레드마다 약 1MB 할당 (비쌈)	객체 하나 정도의 아주 적은 용량 (매우 가벼움)
전환 방식	컨텍스트 스위칭 (무거운 작업)	일시 중단 및 재개 (가벼운 작업)

 

 

 

출처 

https://developer.android.com/kotlin/learn?hl=ko

Kotlin 프로그래밍 언어 알아보기  |  Android Developers

 

https://kotlinlang.org/

Kotlin Programming Language

 

https://namu.wiki/w/Kotlin

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