[파이썬] 멀티스레딩과 병렬 처리의 디버깅 기술

04 Sep 2023

python

파이썬에서 멀티스레딩과 병렬 처리를 사용할 때 디버깅은 중요한 과정입니다. 멀티스레딩과 병렬 처리를 사용하면 성능을 향상시킬 수 있지만, 디버깅이 어려워질 수 있습니다. 이번 블로그 포스트에서는 파이썬에서 멀티스레딩과 병렬 처리를 디버깅하는 기술에 대해 알아보겠습니다.

1. 로깅을 활용한 디버깅

멀티스레딩과 병렬 처리를 디버깅할 때 가장 간단하고 효과적인 방법은 로깅을 활용하는 것입니다. logging 모듈을 사용하여 각 스레드 또는 프로세스에서 발생하는 이벤트 및 메시지를 기록할 수 있습니다.

import logging
import threading

def worker():
    logging.debug('Starting')
    # 작업 수행
    logging.debug('Exiting')

def main():
    logging.basicConfig(level=logging.DEBUG, format='[%(levelname)s] %(asctime)s: %(message)s')

    threads = []
    for _ in range(5):
        t = threading.Thread(target=worker)
        threads.append(t)
        t.start()

    for t in threads:
        t.join()

if __name__ == '__main__':
    main()

위의 예제 코드에서는 logging 모듈을 사용하여 각 스레드에서 Starting 및 Exiting 메시지를 기록하고 있습니다. basicConfig 함수를 사용하여 로깅 레벨과 로그 포맷을 설정하고, debug 레벨의 로그 메시지를 출력하도록 하였습니다. 이를 통해 각 스레드의 상태를 추적하고 문제점을 파악할 수 있습니다.

2. 뮤텍스와 세마포어 활용하기

멀티스레딩 또는 병렬 처리를 디버깅할 때 스레드 간의 공유 자원에 접근하는 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 뮤텍스나 세마포어와 같은 동기화 기법을 활용할 수 있습니다.

import threading

counter = 0
counter_lock = threading.Lock()

def worker():
    global counter
    with counter_lock:
        counter += 1

def main():
    threads = []
    for _ in range(5):
        t = threading.Thread(target=worker)
        threads.append(t)
        t.start()

    for t in threads:
        t.join()

    print(f'Counter: {counter}')

if __name__ == '__main__':
    main()

위의 예제 코드에서는 counter 변수에 스레드들이 동시에 접근하는 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 threading.Lock 객체를 생성하고, with 문을 사용하여 잠금(lock)을 획득하고 해제하도록 하였습니다.

3. 디버깅 도구 사용하기

파이썬에서는 디버깅을 위한 다양한 도구들이 제공되고 있습니다. pdb 모듈은 파이썬의 내장 디버거로, 멀티스레딩과 병렬 처리를 디버깅할 때 유용하게 활용할 수 있습니다.

import threading
import pdb

def worker():
    pdb.set_trace()
    # 작업 수행

def main():
    threads = []
    for _ in range(5):
        t = threading.Thread(target=worker)
        threads.append(t)
        t.start()

    for t in threads:
        t.join()

if __name__ == '__main__':
    main()

위의 예제 코드에서는 pdb.set_trace() 함수를 사용하여 디버깅 중단점을 설정하였습니다. 이를 통해 스레드들이 동작하는 동안 중단되어 현재 상태를 살펴볼 수 있습니다.

마치며

이번 블로그 포스트에서는 파이썬에서 멀티스레딩과 병렬 처리를 디버깅하는 기술에 대해 알아보았습니다. 로깅, 뮤텍스와 세마포어, 디버깅 도구들을 활용하여 멀티스레딩과 병렬 처리 시 발생하는 문제들을 해결하는 것이 중요합니다. 효율적이고 안정적인 코드를 작성하기 위해 이러한 디버깅 기술들을 적극적으로 활용해보시기 바랍니다.