I/O 바운드 & CPU 바운드, 블로킹

바운드와 블로킹

• 블로킹

  • 바운드에 의해 코드가 멈추게 되는 현상이 일어나는 것

• CPU 바운드

  • 프로그램이 실행될 때 실행 속도가 CPU 속도에 의해 제한됨을 의미

  • CPU가 너무 많은 연산을 해서 CPU가 프로그램 실행을 막는 것

  • 정말 복잡한 수학 수학을 계산하는 경우에 컴퓨터의 실행 속도가 느려짐

    cpu_bound.py

    def cpu_bound_func(number: int):
        total = 1
        arrange = range(1, number + 1)
        for i in arrange:
            for j in arrange:
                for k in arrange:
                    total *= i * j * k
    
        return total
    
    if __name__ == "__main__":
        result = cpu_bound_func(50)
        print(result)
    

• IO 바운드

  • IO에 의해서 프로그램 실행을 막는 것

    

  • 여기서 I : Input, O: Output을 의미한다

  • 프로그램이 실행될 때 실행 속도가 I/O에 의해 제한됨을 의미한다

  • 사용자가 입력을 하고 해당하는 입력에 대해 더하기 100을 한 결과값을 출력해주는 프로그램을 개발한다고 가정

    • 사용자가 입력을 늦게 하면 할수록 바운드가 오래 지속됨

    • 사용자가 입력을 100초 후에 숫자 15를 입력하면 115가 약 100초 후에 출력

    • 사용자가 입력을 하는 시간에 따라서 프로그램의 실행 속도가 결정됨

    • 사용자가 입력을 15초 후에 숫자 3을 입력한다면 103이 15초 후에 출력

      io_bound.py

      def io_bound_func():
          print("값을 입력해주세요.")
          input_value = input()
          return int(input_value) + 100
      
      if __name__ == "__main__":
          result = io_bound_func()
          print(result)
      

  • 사용자가 키보드로 숫자를 입력하는 경우 뿐만 아니라, 컴퓨터와 컴퓨터끼리 통신을 할 때에도 I/O 바운드가 발생

    • 어떤 프로그램에서 특정 웹에 요청을 하여 응답을 기다리는 코드가 있다고 요청을 하는 것이 I가 되고 응답을 하는 것이 O가 되는 I/O 바운드인 것 ⇒ 요청과 응답하는데 걸리는 시간

      io-bound-network.py

      import requests
      
      # 요청 -> I
      def io_bound_func():
          result = requests.get("<https://google.com>")
          return result
      
      if __name__ == "__main__":
          result = io_bound_func()
          print(result) # 응답 -> O