(33)코루틴(coroutine) 사용하기

코루틴(cooperative routine)이란??

여태 함수내에 함수를 사용하면 메인루틴과 서브루틴으로 나뉘어져 서브루틴은 해당 함수를 실행할때만 사용되고 곧바로 종료되었다.

코루틴이란 종료되지않고 서로 대기상태에 머물며 상호작용하는 코드 방식을 의미한다.

1. 코루틴은 기본적으로 제너레이터의 형태이다.
2. 코드를 실행할땐 send 메서드를 사용한다.
3. send 메서드가 보낸값을 (yield)형식으로 받아 변수에 저장한다.
4. 상호작용하는 함수 코드들의 실행 지점을 진입점(entry porint)라고 한다.
5. while True:를 사용하여 무한반복루프로써 코드가 종료되지않게 한다.

 

1단계! 코루틴에 값을 보내보기

• 코루틴객체.send(값) : 코루틴에 값을 전달한다
• 변수 = (yield) : 전달 받은 값을 변수에 저장한다.

만들기

def number_coroutine():
    while True:       
        x = (yield)   
        print(x)
 
co = number_coroutine()
next(co)     
 
co.send(1)    
co.send(2)    
co.send(3)

결과

1
2
3

기본셋팅

def number_coroutine():
    while True:       #무한루프
        x = (yield)   #(yield)로 값을 받아 x에 할당
        print(x)      #x를 출력

작동원리 알아보기

1.인스턴스 생성 후 next로 최초실행

co = number_coroutine()
next(co)      #co.__next__()도 사용가능

코루틴의 최초실행은 next(코루틴객체)로 실행된다. 최초실행시 진행되는 현황은 아래와같다.

2.next(co)의 결과

    while True:
        x = (yield)

위의 코드까지만 실행되며 여기서 다음 단계로 넘어간다.

3.co.send(1)로 1을 코루틴에 전달

co.send(1)

4.co.send(1)을 하면 코루틴함수 내부에서 어떤일이 일어나나?

x = (yield)    #(yield) 로 co.send(1)의 값인 1을 받아 냈다.즉 x는 1인 상태
print(x)       
x = (yield)      #여기서 대기

co.send(1)로 코루틴함수에 1을 보내주었고  (yield)로 받고 x에 할당 하였다.

그후 x = (yield) 상태에서 또 대기한다.

 

5.send 메서드 만큼 반복후 종료한다!

 

코루틴 최초 실행방법 3가지

1. next(코루틴객체)
2. 코루틴객체.__next__()
3. 코루틴객체.send(None)

 

2단계 코루틴에 값을 보내고 바깥으로 전달 해보기!

• 변수 = (yield 변수2)
• 변수 = next(코루틴객체)
• 변수 = 코루틴객체.send(값)

(yeild 변수) 를사용해 변수를 바깥으로 전달하기

만들기

def sum_coroutine():
    total = 0
    while True:
        x = (yield total)   
        total += x
 
co = sum_coroutine()
print(next(co))   
 
print(co.send(1)) 
print(co.send(2)) 
print(co.send(3))

결과

0
1
3
6

기본셋팅

def sum_coroutine():
    total = 0                 #변수 total의 기본값은 0
    while True:               #무한루프 생성
        x = (yield total)     #(yield total)로 값을 받고 x에 할당
        total += x            #total += x로 send로 보내준만큼 토탈이 증가한다.

작동원리 알아보기

1. 인스턴스 생성후 next(co)로 최초실행

co = sum_coroutine()
print(next(co))

이경우 이전 예제와 다르게 print()함수를 사용하여 출력하였다.

2.next(co)의 결과

total = 0
while True:
    x = (yield total)  #total을 메인루틴에 전달 (현재 0 인 상태)

최초실행이므로 따로 값이 없기에 total 의 기본값 x = 0 이 된다.(이전예제와 다르게 print()함수도 사용했기에 0을 출력)

3.co.send(1)로 코루틴에 1을 전달

print(co.send(1))

4.co.send(1)을 하면 코루틴함수 내부에서 어떤일이 일어나나?

x = (yield total)     #(yield total)의 값은 1 이므로 x의 값은 1이 된다.
total += x            #total은 0 이였고 x는 1이므로 결과는 total = 1이 된다
x = (yield total)     #total을 메인루프로 전달

5.print(co.send(1))을 출력 후 co.send(2)로 새로운 값을 코루틴에 전달

print(co.send(1))     #결과로 1이출력된다.
print(co.send(2))     #코루틴에 2를 전달

6.co.send(2)을 하면 코루틴함수 내부에선 어떤일이 일어나나?

x = (yield total)   #(yeild total)로 2를 받아왔다 즉, x는 2다
total += x          #이전 값에서 total은 1이였으므로 +2를 해서 3이된다.
x = (yield total)   #현재의 total의 값인 3을 전달한다.

7.print(co.send(2))로 출력 후 나머지 send메서드를 같은방식으로 반복

print(co.send(2))    #3이 출력된다.
print(co.send(3))    #3을 전달한다.

조금 복잡해 보이지만 우리가 알 수 있는것은 코루틴에서 (yield 변수)는 받기만 하는기능이아닌 내보내기 기능도 가능했다.

 

제너레이터와 코루틴의 차이점

• 제너레이터는 next 함수를 반복 호출하여 값을 얻어내는 방식
• 코루틴은 next 함수를 최초실행시에만 사용하고 send로 값을 주고 받는 방식

값을 보내지 않고 코루틴을 실행하려면?

next만 계송 사용하면 된다. 하지만 이것은 제너레이터와 다른것이 없다.

 

 

코루틴 종료해보기

• 코루틴객체.close()     -   코루틴을 강제 종료하는 메서드이다.

만들기

def number_coroutine():
    while True:
        x = (yield)
        print(x, end=' ')
 
co = number_coroutine()
next(co)
 
for i in range(20):
    co.send(i)
 
co.close()    # 코루틴 종료

결과

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

while True: 는 무한루프이기에 종료를 시켜줘야하지만 사실 파이썬 스크립트가 끝나면 코루틴도 자동종료된다.

아래에서 활용도를 더 찾아보자

 

GeneratorEix 예외처리하기

코루틴 객체에서 close 메서드를 호출하면 코루틴이 종료될 때 GeneratorExit 예외가 발생한다.(코루틴 종료시점을 확인가능)

 

만들기

def number_coroutine():
    try:
        while True:
            x = (yield)
            print(x, end=' ')
    except GeneratorExit:    # 코루틴이 종료 될 때 발생하는 GeneratorExit 예외처리하기
        print()
        print('코루틴 종료')
 
co = number_coroutine()
next(co)
 
for i in range(20):
    co.send(i)
 
co.close()

결과

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 
코루틴 종료

 

코루틴 안에서 직접 예외 발생시키기

• 코루틴객체.throw(예외이름, 에러메세지)

코루틴안에서 특정 예뢰를 발생시키는 방법이다.

throw (던지다)라는 말 의미대로 예외를 코루틴 안으로 던지는것이다.

이때 지정한 에러 메세지는 except as 의 변수로 들어간다.

 

만들기

def sum_coroutine():
    try:
        total = 0
        while True:
            x = (yield)
            total += x
    except RuntimeError as e:
        print(e)
        yield total    # 코루틴 바깥으로 값 전달
 
co = sum_coroutine()
next(co)
 
for i in range(20):
    co.send(i)
 
print(co.throw(RuntimeError, '예외로 코루틴 끝내기'))

결과

예외로 코루틴 끝내기
190

예외를 발생 시키고 예외에 해당하는 문자열을 출력하였다. 그후

yield total로 현재까지 누적된 total값 역시 출력 하였다.

 

하위 코루틴의 반환값 가져오기

• 변수 = yield from 코루틴()

def accumulate():
    total = 0
    while True:
        x = (yield)         # 코루틴 바깥에서 값을 받아옴
        if x is None:       # 받아온 값이 None이면
            return total    # 합계 total을 반환
        total += x
 
def sum_coroutine():
    while True:
        total = yield from accumulate()    # accumulate의 반환값을 가져옴
        print(total)
 
co = sum_coroutine()
next(co)
 
for i in range(1, 11):    # 1부터 10까지 반복
    co.send(i)            # 코루틴 accumulate에 숫자를 보냄
co.send(None)             # 코루틴 accumulate에 None을 보내서 숫자 누적을 끝냄
 
for i in range(1, 101):   # 1부터 100까지 반복
    co.send(i)            # 코루틴 accumulate에 숫자를 보냄
co.send(None)             # 코루틴 accumulate에 None을 보내서 숫자 누적을 끝냄

결과

55
5050

작동원리 알아보기

1.accumulat(): 코드 뜯어보기

def accumulate():
    total = 0               # total의 기본값은 0
    while True:
        x = (yield)         # 코루틴 바깥에서 값을 받아옴
        if x is None:       # 받아온 값이 None이면
            return total    # 합계 total을 반환
        total += x

(yield)로 값을 받아와서 x에 할당 하고 total += x를 반복 언제까지?? 값이 None일 때까지

 

2.sum_coroutine(): 코드 뜯어보기

def sum_coroutine():
    while True:
        total = yield from accumulate()    # accumulate의 반환값을 가져옴
        print(total)

yield from 으로 accumulate()라는 코루틴의 반환값을 가져온후 total에 할당 print()함수로 total을 출력한다.

 

3. sum_coroutine()의 객체 생성 후 for 반복문으로 값을 전달

계산식은 accumlate()코루틴이지만 값은 sum_coroutine()으로 보내는 코드다 왜그럴까?

yield from accumulate()는 값을 받을땐 받아서 accumlate()에 전달하고

출력할땐 accumulate()의 반환값을 꺼낸다.

 

4.for 반복문으로 전달하기 값을 전달하기

for i in range(1,11):
    co.send(i)

이제 1부터 10까지 모든 정수가 코루틴을통해 total 에 중첩된다

 

5.co.send(None)으로 종료후 반환받기

if x is None:       
    return total

이란 코드가 있었다. co.send(None)으로 None을 전달하면 현재까지 중첩된 total을 반환한다.

 

 

StopIteration 예외 발생시키기

• raise StopIteration(값)

코루틴도 제너레이트이므로 return을 사용하면 StopIteration이 발생한다.

그래서 return값은 raise StopIteration(값)처럼 사용할 수도 있다.

이렇게 직정 예외를 발생시키고 값을 지정하면 yield from으로 값을 가져 올 수 있다.

(파이썬 3.7부터는 제너레이터에서 raise로 StopIteration 예외를 직접 발생시키면 RuntimeError로 바뀌므로 사용할 수 없다.)

 

만들기

def accumulate():
    total = 0
    while True:
        x = (yield)                       
        if x is None:                     
            raise StopIteration(total) #raise StopIteration(tatal)로 반환값을 total로 지정
        total += x
 
def sum_coroutine():
    while True:
        total = yield from accumulate()   
        print(total)
 
co = sum_coroutine()
next(co)
 
for i in range(1, 11):    # 1부터 10까지 반복
    co.send(i)            # 코루틴 accumulate에 숫자를 보냄
co.send(None)             # 코루틴 accumulate에 None을 보내서 숫자 누적을 끝냄
 
for i in range(1, 101):   # 1부터 100까지 반복
    co.send(i)            # 코루틴 accumulate에 숫자를 보냄
co.send(None)             # 코루틴 accumulate에 None을 보내서 숫자 누적을 끝냄

이전 과 같은 코드지만 return total을 raise StopIteration(total)로 바꾸기만 한 것이고 결과 또한 똑같다.

 

yield from으로 값을 발생시키기

만들기

def number_coroutine():
    x = None
    while True:
        x = (yield x)    # 코루틴 바깥에서 값을 받아오면서 바깥으로 값을 전달
        if x == 3:
            return x
 
def print_coroutine():
    while True:
        x = yield from number_coroutine()   # 하위 코루틴의 yield에 지정된 값을 다시 바깥으로 전달
        print('print_coroutine:', x)
 
co = print_coroutine()
next(co)
 
x = co.send(1)    # number_coroutine으로 1을 보냄
print(x)          # 1: number_coroutine의 yield에서 바깥으로 전달한 값
x = co.send(2)    # number_coroutine으로 2를 보냄
print(x)          # 2: number_coroutine의 yield에서 바깥으로 전달한 값
co.send(3)        # 3을 보내서 반환값을 출력하도록 만듦

결과

1
2
print_coroutine: 3