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  1. 2008.03.26 하스켈과 병렬 프로그래밍

하스켈과 병렬 프로그래밍

Posted 2008.03.26 02:25

제가 함수형 언어에 직접적인 관심을 가지게 된 계기는 함수형 언어가 멀티코어 프로그래밍(병렬 프로그래밍)에 대한 가장 활발한 연구 결과를 내어놓고 있기 때문입니다. 부작용(side-effect)이 없고 연산(evaluation) 순서에 제약이 덜하다는 함수 언어 자체의 특징이 병렬화와 잘 어울리는 부분도 있습니다만, 언어 특징과 별개로 병렬 프로그래밍에 대한 최신 생각들이 함수 언어에 가장 먼저 적용되는 부분도 무시할 수 없습니다.

병렬 프로그래밍하면 주로 얼랑(Erlang)이 많이 주목받고 있습니다. 함수 언어 중 거의 유일하게 상업적인 용도로 이용된 적이 있다는 사실 때문에 근래에 관심을 가지게 되신 분이 많이 있는것 같습니다. 하지만 경량 프로세스(lightweight process)와 메시지 패싱 방식은 순차적 프로그래밍에 익숙한 기존 개발자들이 쉽게 적응할 수 있는 모델이 아니라 굉장히 큰 진입 장벽이 존재합니다. 자바 개발자가 파이썬으로 코딩해도 여전히 자바 스타일인 것처럼 락 기반 멀티쓰레드 프로그래밍에 익숙한 개발자가 태스크를 잘게 쪼개고 수많은 경량 프로세스를 통해 메시지를 주고 받는 모델로 개발하기란 쉽지 않습니다.

더불어 얼랑은 함수 언어 연구와 깊은 상관관계를 맺고 있는 정적 타입 시스템의 장점을 전혀 살리지 못하는 동적인 언어라는 사실도 약점입니다. 얼랑이 주로 통신 장비 등 상당한 안정성이 요구되는 분야에 사용된 언어임에도 불구하고, 버그를 일찍 쉽게 발견할 수 있게 도와주는 정적 타입 시스템의 도움을 전혀 못 받고 있다는 사실을 조금 의외입니다. 런타임에 쉽게 오류에서 회복되는 것도 중요하지만 애당초 버그를 줄일 수 있었다는 더 좋았을 텐데 말이죠.

하스켈은 병렬 프로그래밍과 관련해서는 가장 많은 옵션을 제공하는 언어입니다. 일단 가장 유명한 세 가지는 다음과 같습니다.



1) Concurrent Haskell

forkIO 등의 함수를 이용해 쓰레드를 생성하고 죽일 수 있으며 MVar 등 공유 메모리를 이용해 동기화하는 모델입니다.

2) Parallel Haskell

Paralle Haskell은 `par`와 `seq` 등을 이용해 순차적인 프로그램에 병렬화할 수 있는 단서를 달아주는 방법입니다. 어떤 부분이 동시에 수행될 수 있는지만 알려주면 하스켈이 알아서 쓰레드를 생성하고 동기화를 해줍니다. 아래 글을 참고하세요.

3) Software Transaction Memory

1) 번 모델을 발전시킨 것으로 데이터베이스의 트랜잭션처럼 특정 코드를 모 아니면 도(all or nothing)로 실행시켜주는 방법입니다. 직접 메모리에 쓰는 대신에 트랜잭션 로그를 만들고 한 번에 커밋하는 방식입니다. 도중에 누가 방해하면 처음부터 다시 실행하면 됩니다. retry를 이용해 컨디션 변수를 대신해 블로킹을 할 수도 있습니다.

락 기반 멀티쓰레드 프로그래밍의 문제점인 데드락, 레이스컨디션 등이 불가능하고, 규모 가변성(scalability)이 뛰어난 편이라 병렬 프로그래밍 계의 총아로 떠오르고 있는 분야입니다.


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