[.Net] 지연(Delay) 함수들의 특징과 차이점 정리

지연(Delay) 함수

프로그램을 개발하다 보면 단발성으로 실행하는 스레드 함수가 있고, 프로그램이 시작된 후 종료되기 직전까지 실행되는 스레드 함수가 있습니다. 그리고 후자의 경우에는 스레드 함수 내에 반복문을 넣어서 구현됩니다. 그런데 이 반복문에 지연(Delay) 함수를 넣지 않으면 과도한 연산으로 인해 CPU 부하가 증가하게 됩니다.

CPU 부하를 낮추기 위해 스레드 함수의 반복문 안에는 Sleep() 함수를 사용하는 것이 일반적입니다. 사실 꼭 스레드 함수의 반복문에만 해당하는 것은 아닙니다. 과도한 반복문 내에는 지연 함수를 사용하지 않으면 CPU 부하가 높아지기 때문입니다.

그런데 지연을 위한 함수로는 Sleep() 뿐만 아니라 AutoResetEvent.WaitOne()도 있고 Task.Delay()도 있습니다. 본문에서는 각 지연 함수에 따른 차이점을 정리해 보았습니다.

지연 함수의 종류

1. Thread.Sleep() 함수

가장 많이 사용하는 함수이죠. 사용하는 방법이 정말 간단합니다. 함수 인자로 밀리미터 시간 또는 TimeSpan 시간을 입력하면 해당 시간만큼 지연됩니다. 

public static void Sleep (int millisecondsTimeout);

사용 예시는 다음과 같습니다.

using System;
using System.Threading;

class Example
{
    static void Main()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            Console.WriteLine("Sleep for 2 seconds.");
            Thread.Sleep(2000);
        }

        Console.WriteLine("Main thread exits.");
    }
}

/* 예제 실행 결과:

Sleep for 2 seconds.
Sleep for 2 seconds.
Sleep for 2 seconds.
Sleep for 2 seconds.
Sleep for 2 seconds.
Main thread exits.
 */

MSDN 문서는 아래 링크를 참고하세요.

https://learn.microsoft.com/ko-kr/dotnet/api/system.threading.thread.sleep?view=net-7.0 

Thread.Sleep 메서드 (System.Threading)

2. WaitHandle.WaitOne() 함수

이 함수는 WaitHandle이 Set()이 될 때까지 스레드를 차단하는 동작을 합니다. 함수 인자는 Sleep() 함수와 마찬가지로, 밀리미터 시간 또는 TimeSpan 시간을 입력합니다.

하지만 동작은 Sleep()과 다릅니다. 타임아웃 시간 내에 WaitHandle이 Set이 되면, 타임아웃까지 기다리지 않고 바로 다음 코드를 실행합니다.

public virtual bool WaitOne ();

예제 코드도 보겠습니다.

using System;
using System.Threading;

class WaitOne
{
    static AutoResetEvent autoEvent = new AutoResetEvent(false);

    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Main starting.");

        ThreadPool.QueueUserWorkItem(
            new WaitCallback(WorkMethod), autoEvent);

        // autoEvent가 Set이 될 때까지 기다림
        autoEvent.WaitOne();
        Console.WriteLine("Work method signaled.\nMain ending.");
    }

    static void WorkMethod(object stateInfo) 
    {
        Console.WriteLine("Work starting.");

        //랜덤한 시간 대기
        Thread.Sleep(new Random().Next(100, 2000));

        //대기 후 autoEvent를 Set 합니다
        Console.WriteLine("Work ending.");
        ((AutoResetEvent)stateInfo).Set();
    }
}

MSDN 문서는 아래 링크를 참고하세요.

https://learn.microsoft.com/ko-kr/dotnet/api/system.threading.waithandle.waitone?view=net-7.0 

WaitHandle.WaitOne 메서드 (System.Threading)

3. Task.Delay() 함수

이 함수는 비동기 함수로, Task와 async/await 키워드와 같이 설명하기에는 내용이 너무 많으므로, Delay() 함수에 대해서만 다루겠습니다.

기본적으로 해당 함수의 형태는 다음과 같습니다. 인자로 밀리미터 시간을 입력하는 것이 모두 비슷합니다.

public static System.Threading.Tasks.Task Delay (int millisecondsDelay);

코드 예시는 다음과 같습니다.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("T")} Wait 시작!");
            Task.Delay(5000).Wait();
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("T")} Wait 종료!");
        }
    }
}

Task.Delay().Wait()를 사용하면 해당 코드 부분에서 설정된 시간만큼 지연됩니다. 해당 함수의 MSDN 문서는 아래 링크를 참고하세요.

https://learn.microsoft.com/ko-kr/dotnet/api/system.threading.tasks.task.delay?view=net-7.0 

Task.Delay 메서드 (System.Threading.Tasks)

정리

각 지연 함수의 인자로 밀리미터 시간을 넣어 사용한다는 측면에서는 모두 동작이 동일해 보입니다. 그럼 어느 상황에서 어떻게 사용해야 하는 걸까요?

1. 대략적인 시간으로 지연하고 싶을 때

Sleep() 함수는 높은 정밀도를 갖고 있지 않습니다. 하지만 초 단위 이상으로 대략적인 지연이 필요하거나 CPU 부하를 억제하기 위함이라면 Sleep() 함수를 사용합니다.

2. 비동기적으로 시퀀스에 따라 지연하고 싶을 때

제어를 위한 시퀀스 루프 내에서 동기화를 위한 지연이 필요하다면 WaitHandle을 사용합니다.

예를 들어, 외부에서 전기적 신호가 입력되면 스테이지를 이동해야 하는 상황을 가정하겠습니다. 만약, 시퀀스 루프 내에 Sleep()을 사용하면 지정된 시간만큼 블러킹 되어 응답이 늦어질 수 있습니다. 하지만 WaitHandle.WaitOne()을 사용한다면 이벤트가 Set이 되어 즉각 반응할 수 있습니다.

물론 이 예시도 여러 조건에 따라 적합하냐는 따져봐야 하지만, 기본적으로 Sleep()과 WaitHandle 중 어느 것을 사용할 것인지 판단하는 기준이 될 수 있습니다.

참고 자료

https://blog.rogatnev.net/posts/2017/10/Sleep-well.html