[swift] 파일 입력/출력 성능 최적화 방법

18 Dec 2023

swift

파일 입력 및 출력은 애플리케이션의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 특히 대용량 파일의 처리나 빠른 응답이 필요한 경우 파일 I/O 성능 최적화는 더욱 중요해집니다. 이번 블로그에서는 Swift에서 파일 입력/출력 성능을 최적화하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

1. Buffering을 이용한 입출력 최적화

파일을 읽거나 쓸 때마다 디스크에 접근하는 것은 매우 비효율적입니다. 이를 해결하기 위해 입출력 연산을 버퍼에 모아 한 번에 처리하는 Buffering을 이용할 수 있습니다. Swift에서는 BufferedInputStream 및 BufferedOutputStream 클래스를 통해 간단히 Buffering을 적용할 수 있습니다.

import Foundation

if let inputStream = InputStream(fileAtPath: "input.txt"),
   let outputStream = OutputStream(toFileAtPath: "output.txt", append: false) {

    let bufferSize = 4096
    let inputStream = BufferedInputStream(inputStream: inputStream, bufferSize: bufferSize)
    let outputStream = BufferedOutputStream(outputStream: outputStream, bufferSize: bufferSize)

    // 버퍼를 이용한 파일 복사 예시
    let buffer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: bufferSize)
    defer { buffer.deallocate() }

    while inputStream.hasBytesAvailable {
        let bytesRead = inputStream.read(buffer, maxLength: bufferSize)
        if bytesRead > 0 {
            outputStream.write(buffer, maxLength: bytesRead)
        }
    }
    
    inputStream.close()
    outputStream.close()
}

위 예제에서는 BufferedInputStream 및 BufferedOutputStream을 사용하여 버퍼 크기를 조절하고 파일을 복사하는 과정을 버퍼링하여 성능을 최적화했습니다.

2. 비동기 입출력을 이용한 성능 향상

파일의 입출력 작업을 비동기 방식으로 처리하면 I/O 작업이 진행되는 동안 CPU가 다른 작업을 수행할 수 있어 전체적인 성능을 향상시킬 수 있습니다. Swift에서는 DispatchQueue 및 OperationQueue 등을 이용하여 비동기 입출력 작업을 수행할 수 있습니다.

import Foundation

let inputURL = URL(fileURLWithPath: "input.txt")
let outputURL = URL(fileURLWithPath: "output.txt")

let fileManager = FileManager.default

let queue = DispatchQueue(label: "fileIOQueue", attributes: .concurrent)

queue.async {
    do {
        let inputData = try Data(contentsOf: inputURL)
        queue.async {
            do {
                try inputData.write(to: outputURL)
                print("File copied successfully")
            } catch {
                print("Error writing to output file: \(error)")
            }
        }
    } catch {
        print("Error reading input file: \(error)")
    }
}

위 예제에서는 DispatchQueue를 사용하여 파일을 비동기적으로 읽고 쓰는 과정을 별도의 스레드에서 처리하여 성능을 향상시켰습니다.

3. File Handle을 이용한 직접적인 입출력

큰 파일을 처리할 때에는 File Handle을 사용하여 직접적인 입출력을 수행하는 것이 성능 향상에 도움이 될 수 있습니다. 파일을 조각조각 읽고 쓰는 대신 File Handle을 통해 데이터를 직접적으로 처리할 수 있습니다.

import Foundation

if let fileHandle = FileHandle(forReadingAtPath: "input.txt") {
    defer { fileHandle.closeFile() }

    let data = fileHandle.readData(ofLength: 4096)
    // 데이터 처리 로직

    // 파일에 데이터 쓰기 예시
    if let outputHandle = FileHandle(forWritingAtPath: "output.txt") {
        defer { outputHandle.closeFile() }
        
        outputHandle.write(data)
    }
}

위 예제에서는 FileHandle을 이용하여 파일에서 데이터를 읽고 쓰는 과정을 직접적으로 처리하여 성능을 향상시켰습니다.

파일 I/O 작업은 애플리케이션의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 이러한 성능 최적화 방법을 적절히 활용하여 빠르고 효율적인 파일 처리를 구현할 수 있습니다.

이상으로 Swift에서 파일 입력/출력 성능을 최적화하는 방법에 대해 살펴보았습니다.

참고 문헌: