[Concurrency] Communicating Sequential Processes

Communicating Sequential Processes(이하 CSP)는 동시성 시스템의 주요 모델 중 하나다.
Actor 모델과 비슷하면서도 좀 다르다.

1978년에 Tony Hoare에 의해 제시된 이론이다. 이 양반이 quicksort 같은 핵심 알고리즘이나 핵심 이론들을 많이 만든 양반이다.

이 매커니즘을 적용한 대표적인 구현체로는 프로그래밍 언어인 Go가 있다. 그다음으로 유명한건 Clojure의 core.async다.

Erlang은 CSP의 정의를 완전히 충족하진 않았지만, 영향을 좀 받아서 만들어졌다.
그 외에도 채널을 지원한다고 하면 최소한 느슨한 의미에서의 CSP를 구현했다고 볼 수 있다.

기본 원리

기본적인 원리 자체는 그리 복잡할 것이 없다.
프로세스를 여러개 깔고 멀티프로세스로 동시성 처리를 하다보면, 당연히 서로 데이터를 주고받을 일이 잦을 것이다. 고전적인 동시처리 방법론에서는 그냥 Mutex 같은거 깔고 복잡하게 제어를 한다.

하지만 CSP에서는

위 그림과 같이 "채널"이란 단위를 통해서 서로 통신 기반의 공유를 하도록 유도한다.
이를 통해 복잡한 동기화 처리나 관련된 수많은 버그들을 최소화할 수 있다.

문제를 단순화하는 것이다.

이런건 본질적으로 편의성과 안정성을 위한 것이지, 성능을 위한 방법론은 아니다. 사실 뮤텍스 걸고 돌리는게 더 빠르다.

vs Actor Model

https://blog.naver.com/sssang97/223124061290
각각의 프로세스를 별도로 띄우고 채널 같은 통신 형태를 응용해서 서로간의 데이터 동기화 - communicate를 한다는 점에서 CSP와 Actor는 꽤나 비슷한 부분이 많다.
하지만 근본적인 부분에서는 차이점이 꽤 많다.

1. CSP는 Actor에 비해 가볍다.

Actor는 프로세스라고 하기엔 추상화를 위한 요소가 많은 편이다.
Actor는 Actor마다 고유한 식별번호가 할당된다. 그에 비해 CSP의 프로세스는 그냥 프로세스일 뿐이다.

애초에 Actor 주 목적 중 하나는 분산프로그램을 위한 것이다. 그래서 단순 OS 프로세스나 스레드 수준에 국한되지 않는다.
반면 CSP는 단일 머신에서의 단순한 동시성 처리를 목적으로 한다.

2. 통신 방식
CSP에서는 채널을, Actor Model은 메일박스(mailbox)라는 것을 통해 프로세스간 통신을 처리하는데, 이름만 다른게 아니라 구조도 좀 다르다.

채널은 항상 보낸 순서대로 메세지가 바로 도착한다는 것이 보장된다.
반면 메일박스는 비동기적으로 메세지를 일단 쏘고 본다. 순서가 보장되지도 않고, consumer가 받을 준비가 되지 않았더라도 일단 쏜다. 기다리지 않는다.

참조
https://en.wikipedia.org/wiki/Communicating_sequential_processes
https://dev.to/karanpratapsingh/csp-vs-actor-model-for-concurrency-1cpg