Swift/Concurrency

[Concurrency] Swift의 async/await와 Combine 프레임워크: 주요 차이점 완벽 비교

Develup 2025. 3. 6. 18:15
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비동기 프로그래밍은 현대 iOS 앱 개발에서 필수적인 요소가 되었습니다. Swift에서는 비동기 작업을 처리하기 위한 두 가지 주요 접근 방식으로 Swift Concurrency(async/await)와 Combine 프레임워크가 있습니다. 두 기술 모두 비동기 프로그래밍을 위한 강력한 도구이지만, 설계 철학과 사용 사례에서 중요한 차이점이 있습니다.

이 글에서는 Swift의 async/await와 Combine 프레임워크의 주요 차이점을 심층적으로 비교하고, 각 접근 방식의 장단점과 적합한 사용 시나리오를 살펴보겠습니다. iOS 개발자로서 프로젝트에 가장 적합한 비동기 프로그래밍 방식을 선택하는 데 도움이 될 것입니다.

설계 철학의 차이

async/await: 구조적 동시성

async/await는 구조적 동시성(structured concurrency) 원칙을 따릅니다. 이는 비동기 작업이 명확한 수명 주기와 계층 구조를 가지며, 부모-자식 관계가 잘 정의되어 있음을 의미합니다.

func processData() async throws {
    // 모든 작업이 이 범위 내에서 완료됨
    async let result1 = fetchFirstPart()
    async let result2 = fetchSecondPart()
    
    // 두 결과가 모두 준비될 때까지 기다림
    let combinedResult = try await result1 + result2
    saveResult(combinedResult)
}

이 구조는 다음과 같은 이점을 제공합니다:

  • 자동 취소 전파: 부모 작업이 취소되면 모든 자식 작업도 자동으로 취소됩니다.
  • 명확한 에러 전파 경로: 에러는 호출 스택을 통해 예측 가능하게 전파됩니다.
  • 리소스 관리: 작업이 완료되면 관련 리소스가 자동으로 정리됩니다.

Combine: 반응형 프로그래밍

Combine은 반응형 프로그래밍 패러다임을 기반으로 합니다. 이 접근 방식에서는 데이터 흐름과 변화의 전파를 중심으로 프로그래밍합니다.

let publisher = NotificationCenter.default.publisher(for: .newDataAvailable)
    .compactMap { $0.userInfo?["data"] as? Data }
    .decode(type: MyDataType.self, decoder: JSONDecoder())
    .map { $0.formattedValue }
    .receive(on: DispatchQueue.main)
    .eraseToAnyPublisher()

Combine의 핵심 개념:

  • Publisher와 Subscriber: 데이터 생산자와 소비자 간의 계약
  • Operator 체인: 데이터 변환을 위한 선언적 파이프라인
  • Backpressure 관리: 데이터 생산 속도와 소비 속도 간의 불일치 처리

핵심 차이점 비교

1. 문법 및 코드 가독성

async/await:

  • 동기 코드와 유사한 직관적인 문법
  • 중첩된 클로저 없이 순차적인 코드 흐름
  • 에러 처리를 위한 표준 try-catch 구문 사용
func loadUserAndPosts() async throws {
    let user = try await fetchUser()
    let posts = try await fetchPosts(for: user.id)
    updateUI(user: user, posts: posts)
}

Combine:

  • 함수형 프로그래밍 스타일의 체인 방식 문법
  • 연산자 체인을 통한 데이터 흐름 표현
  • 에러 처리가 연산자 체인의 일부로 통합
let cancellable = fetchUserPublisher()
    .flatMap { user in
        return self.fetchPostsPublisher(for: user.id)
            .map { posts in
                return (user, posts)
            }
    }
    .receive(on: DispatchQueue.main)
    .sink(
        receiveCompletion: { completion in
            if case .failure(let error) = completion {
                self.handleError(error)
            }
        },
        receiveValue: { user, posts in
            self.updateUI(user: user, posts: posts)
        }
    )

2. 메모리 관리

async/await:

  • Swift 런타임이 자동으로 작업 수명 주기 관리
  • 명시적인 메모리 관리 코드 필요 없음
  • 구조적 동시성 덕분에 작업이 완료되면 자원이 자동으로 해제

Combine:

  • 구독을 저장하고 적절한 시점에 취소해야 함
  • AnyCancellable 객체를 저장하고 관리해야 함
  • 메모리 누수 방지를 위한 명시적인 관리 필요
// Combine에서 메모리 관리
class MyViewModel {
    // 구독을 저장할 컬렉션
    private var cancellables = Set<AnyCancellable>()
    
    func fetchData() {
        dataPublisher
            .sink(receiveValue: { data in
                // 데이터 처리
            })
            .store(in: &cancellables) // 명시적으로 구독을 저장해야 함
    }
    
    deinit {
        // cancellables는 자동으로 취소됨
    }
}

3. 호환성 및 요구사항

async/await:

  • iOS 15, macOS 12, tvOS 15, watchOS 8 이상 필요
  • Swift 5.5 이상 필요
  • SwiftUI와 자연스럽게 통합

Combine:

  • iOS 13, macOS 10.15, tvOS 13, watchOS 6 이상 필요
  • 더 넓은 기기 지원 범위
  • UIKit 및 SwiftUI와 모두 잘 작동

4. 사용 사례 및 적합성

async/await가 적합한 경우:

  • 순차적인 비동기 작업 흐름
  • 한 번 실행되고 완료되는 작업
  • 명확한 시작과 끝이 있는 프로세스
  • 간결하고 읽기 쉬운 코드를 우선시하는 경우
// 순차적인 작업 흐름에 적합
func prepareDocument() async throws -> Document {
    let data = try await fetchDocumentData()
    let processedData = try await processData(data)
    let document = try await createDocument(from: processedData)
    return document
}

Combine이 적합한 경우:

  • 지속적인 이벤트 스트림 처리
  • 여러 데이터 소스 결합
  • 복잡한 데이터 변환 파이프라인
  • UI 상태 관리 및 바인딩
// 여러 이벤트 소스를 결합하는 경우 적합
let searchResultsPublisher = searchTextField.textPublisher
    .debounce(for: .milliseconds(300), scheduler: DispatchQueue.main)
    .removeDuplicates()
    .flatMap { searchTerm in
        return self.performSearch(for: searchTerm)
    }
    .receive(on: DispatchQueue.main)
    .eraseToAnyPublisher()

에러 처리 방식 비교

async/await의 에러 처리

async/await는 Swift의 기본 에러 처리 메커니즘인 try, catch를 사용합니다. 이는 동기 코드와 동일한 방식으로 작동하며, 이해하기 쉽고 직관적입니다.

func fetchData() async {
    do {
        let user = try await fetchUser()
        let posts = try await fetchPosts(for: user.id)
        
        // 성공 처리
        updateUI(with: user, posts: posts)
    } catch URLError.networkConnectionLost {
        // 특정 에러 처리
        showOfflineMessage()
    } catch {
        // 기타 모든 에러 처리
        showError(error)
    }
}

Combine의 에러 처리

Combine에서는 Publisher의 실패 유형을 지정하고, 여러 연산자를 통해 에러를 처리합니다:

fetchUserPublisher()
    .flatMap { user in
        return self.fetchPostsPublisher(for: user.id)
            .map { posts in (user, posts) }
            // 특정 에러 대체
            .replaceError(with: (user, []))
    }
    // 또는 에러 무시하고 완료
    .catch { error -> AnyPublisher<(User, [Post]), Never> in
        self.logError(error)
        return Just((User.placeholder, [])).eraseToAnyPublisher()
    }
    .receive(on: DispatchQueue.main)
    .sink(receiveValue: { user, posts in
        self.updateUI(with: user, posts: posts)
    })
    .store(in: &cancellables)

성능 고려사항

async/await

  • 경량화된 코루틴 기반 구현
  • 작업 전환 비용이 낮음
  • 디버깅이 상대적으로 용이함
  • Swift 컴파일러의 최적화 혜택

Combine

  • 구독 설정에 약간의 오버헤드 발생
  • 복잡한 연산자 체인에서 타입 추론 비용
  • 긴 체인에서 디버깅이 어려울 수 있음
  • 기존 비동기 API와의 통합을 위한 추가 래핑 필요한 경우 있음

두 기술의 통합: 최상의 접근법

두 기술은 상호 배타적이지 않으며, 함께 사용하여 각각의 강점을 활용할 수 있습니다:

// Combine Publisher를 async/await로 변환
extension Publisher {
    func asyncValue() async throws -> Output where Failure == Error {
        try await withCheckedThrowingContinuation { continuation in
            var cancellable: AnyCancellable?
            cancellable = self.sink(
                receiveCompletion: { completion in
                    switch completion {
                    case .finished:
                        break
                    case .failure(let error):
                        continuation.resume(throwing: error)
                    }
                    cancellable?.cancel()
                },
                receiveValue: { value in
                    continuation.resume(returning: value)
                    cancellable?.cancel()
                }
            )
        }
    }
}

// 사용 예
func fetchData() async throws {
    let user = try await userPublisher.asyncValue()
    updateUI(with: user)
}

결론: 어떤 기술을 선택해야 할까?

async/await 선택이 좋은 경우:

  • 간단하고 직관적인 비동기 코드를 원할 때
  • iOS 15 이상만 지원하는 앱을 개발할 때
  • 순차적인 비동기 작업이 많을 때
  • 코드 가독성이 최우선일 때

Combine 선택이 좋은 경우:

  • iOS 13-14 지원이 필요할 때
  • 복잡한 이벤트 스트림 처리가 필요할 때
  • 반응형 프로그래밍 패러다임에 익숙할 때
  • UI 상태 관리와 데이터 바인딩이 중요할 때

실용적 접근법:

  • 새 프로젝트에서는 async/await를 기본으로 사용
  • UI 이벤트 처리와 데이터 바인딩에는 Combine 고려
  • 두 기술을 적절히 혼합하여 각각의 강점 활용
  • 기존 코드베이스와의 호환성 고려

각 접근 방식은 고유한 강점과 사용 사례가 있으며, 프로젝트의 요구사항과 타겟 iOS 버전에 따라 적절한 선택을 하는 것이 중요합니다. 최신 Swift 개발에서는 두 기술을 모두 이해하고 상황에 맞게 활용하는 것이 이상적입니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: iOS 14 이하를 지원해야 하는 앱에서 async/await를 사용할 수 있나요?

A: 직접적으로는 불가능합니다. 그러나 async/await 코드를 작성하고 iOS 14 이하를 위한 호환성 레이어를 별도로 구현하는 방식을 고려할 수 있습니다. 이러한 접근법에는 추가 작업이 필요하므로, 지원 범위가 넓어야 한다면 Combine이 더 적합할 수 있습니다.

Q: async/await와 Combine 중 어느 것이 더 성능이 좋은가요?

A: 대부분의 일반적인 사용 사례에서 성능 차이는 미미합니다. async/await는 경량화된 코루틴 모델을 사용하여 컨텍스트 전환 비용이 낮을 수 있고, Combine은 연산자 체인의 복잡성에 따라 약간의 오버헤드가 있을 수 있습니다. 그러나 실제 앱에서 병목 현상은 대부분 네트워크 요청이나 디스크 I/O 같은 외부 요인에 의해 발생합니다.

Q: 두 기술 중 학습 곡선이 더 완만한 것은 무엇인가요?

A: 일반적으로 async/await는 동기 코드와 유사하기 때문에 학습 곡선이 더 완만합니다. Combine은 반응형 프로그래밍과 함수형 프로그래밍 개념을 이해해야 하므로 초기 학습 곡선이 더 가파를 수 있습니다. 그러나 이미 RxSwift와 같은 반응형 프레임워크에 익숙하다면 Combine으로의 전환이 더 쉬울 수 있습니다.

Q: SwiftUI에서는 어떤 접근 방식이 더 적합한가요?

A: 두 기술 모두 SwiftUI와 잘 통합됩니다. SwiftUI의 최신 버전(iOS 15+)은 async/await와 자연스럽게 작동하는 API를 제공합니다. 반면 Combine은 @Published 속성 래퍼와 같은 SwiftUI의 반응형 특성과 잘 어울립니다. 프로젝트의 요구사항과 지원하는 iOS 버전에 따라 선택하거나 두 기술을 혼합하여 사용할 수 있습니다.

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