콜백

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프로그래밍에서 콜백(callback)은 다른 코드의 인수로서 넘겨주는 실행 가능한 코드를 말한다. 콜백을 넘겨받는 코드는 이 콜백을 필요에 따라 즉시 실행할 수도 있고, 아니면 나중에 실행할 수도 있다.

일반적으로 콜백수신 코드로 콜백 코드(함수)를 전달할 때는 콜백 함수의 포인터 (핸들), 서브루틴 또는 람다함수의 형태로 넘겨준다. 콜백수신 코드는 실행하는 동안에 넘겨받은 콜백 코드를 필요에 따라 호출하고 다른 작업을 실행하는 경우도 있다. 다른 방식으로는 콜백수신 코드는 넘겨받은 콜백 함수를 '핸들러'로서 등록하고, 콜백수신 함수의 동작 중 어떠한 반응의 일부로서 나중에 호출할 때 사용할 수도 있다 (비동기 콜백). 콜백은 폴리모피즘제네릭프로그래밍의 단순화된 대체 수법이며, 콜백 수신 함수의 정확한 동작은 콜백 함수에 의해 바뀐다. 콜백은 코드 재사용을 할 때 유용하다.

배경[편집]

콜백을 사용하는 의의를 이해할 수 있는 한 예로 연결 리스트 상의 각 요소에 대해서 여러가지 처리를 수행하는 문제를 생각해볼 수 있다. 한 방법으로서 리스트 상의 반복자(iterator)로 각 객체를 처리하게 할 수 있다. 이것은 실제로 가장 일반적인 방법이지만, 이상적인 방법은 아니다. 반복자를 제어하는 코드(예를 들면 for 문)는 리스트의 노드를 방문할 때마다 노드를 복제해야 한다. 게다가 리스트의 갱신이 비동기 프로세스로 처리되는 경우, 반복자로 리스트를 탐색하는 동안에 요소를 잃어버리거나 다음 노드를 탐색할 수 없게 될 가능성이 있다.

대체 방법으로 새롭게 라이브러리 함수를 만들어, 적당한 동기신호를 통해 필요한 처리를 하도록 한다. 이 경우에도 리스트를 탐색할 때마다 동일한 함수를 호출해야 한다. 이 방식은 여러 응용 프로그램에 쓰이는 범용 라이브러리에는 적합하지 않다. 라이브러리를 개발할 때에는 모든 응용 프로그램의 요구를 예측할 필요가 없게 하며, 응용 프로그램 개발에서는 라이브러리에 추가된 기능에 대한 자세한 정보를 알 필요가 없도록 하는 것이 바람직하다.

콜백을 사용하면 이러한 문제를 해결할 수 있다. 리스트를 탐색하고자 할 때, 프로그래머는 응용 프로그램이 각 요소를 처리하는 방법을 콜백 코드로 제공한다. 이런 식으로 유연성을 해치지 않고 명확하게 라이브러리와 응용 프로그램을 구별할 수 있다.

예시[편집]

아래의 C 코드는 배열을 탐색하여 5 보다 큰 값을 찾는 일을 한다. 먼저 반복자를 사용한 코드를 살펴보자.

 int i;
 for (i = 0; i < length; i++) {
     if (array[i] > 5) { 
         break;
     }
 }
 
 if (i < length) {
     printf("Item %d\n", i);
 } else {
     printf("Not found\n");
 }

다음으로, callback이라는 함수 포인터를 이용해 콜백을 구현한 코드를 살펴보자.

 /* 라이브러리 코드 */
 int traverseWith(int array[], size_t length, 
                  int (*callback)(int index, int item, void *param), 
                  void *param)
 {
     int exitCode = 0;
     for (int i = 0; i < length; i++) {
         exitCode = callback(i, array[i], param);
         if (exitCode) { 
             break;
         }
     }
     return exitCode;
 }
 
 /* 응용 프로그램 코드 */
 int search (int index, int item, void *param)
 {
     if (item > 5) {
         *(int *) param = index;
         return 1;
     } else {
         return 0;
     }
 }
 
 /* 라이브러리를 호출하는 본체 */
 int index;
 int found;
 found = traverseWith(array, length, search, &index);
 if (found) {
     printf("Item %d\n", index);
 } else {
     printf("Not found\n");
 }

콜백 함수 search의 if 문의 조건을 변경하면, 「5보다 크다」이외의 요소를 검색하는 데에도 사용할 수 있다. traverseWith에는 콜백이 자신의 목적을 위해서 받는 추가의 인수 param이 있는 점에 주목할 필요가 있다. 일반적인 콜백의 경우 이러한 인수를 변수 영역 외의 응용 프로그램 데이터 포인터에 이용한다. 이는정적 영역 방식의 언어(C 나 C++)에만 필요하다 (다만, C++ 를 포함한 객체 지향 언어에는 다른 해결책이 있다). 동적 영역 언어(일부 함수형 언어 등)의 경우 클로저를 이용하면 자동으로 응용 프로그램 데이터로 접근할 수 있다. 예를 들어, 같은 프로그램을 LISP로 쓰는 경우를 살펴보자.

 ; 라이브러리 코드
 (defun traverseWith (array callback)
   (let ((exitCode nil)
         (i 0))
     (while (and (not exitCode) (< i (length array)))
       (setq exitCode (callback i (aref array i)))
       (setq i (+ i 1)))
     exitCode))
 
 ; 응용 프로그램 코드
 (let (index found)
   (setq found (traverseWith array (lambda (idx item)
                                     (if (<= item 5) nil
                                       (setq index idx)
                                       t)))))

이 경우 콜백 함수는 사용하는 시점에서 정의되어 "index"를 이름으로 참조하고 있다. 이 예에서는 동기화를 고려하지 않았지만, traverseWith 함수를 동기화할 수 있도록 대처하는 것이 더 쉽다. 게다가 더 중요한 것은 그 함수를 수정하는 것만으로도 동기화 여부를 결정할 수 있다는 점이다.