Swift Escaping Closure 이해하기

12 Sep 2017

1. Escaping Closure 개념

본 글은 Closure에 대한 기본 개념을 알고 있다는 전제 하에 글을 진행합니다. 그러니 Closure에 대한 이해가 부족하다면 Swift Closure 이 글을 먼저 읽고 본 글을 읽어주세요.

A closure is said to escape a function when the closure is passed as an argument to the function, but is called after the function returns.

클로저가 함수로부터 Escape한다는 것은 해당 함수의 인자로 클로저가 전달되지만, 함수가 반환된 후 실행 되는 것을 의미합니다. 함수의 인자가 함수의 영역을 탈출하여 함수 밖에서 사용할 수 있는 개념은 기존에 우리가 알고 있던 변수의 scope 개념을 무시합니다. 왜냐하면 함수에서 선언된 로컬 변수가 로컬 변수의 영역을 뛰어넘어 함수 밖 에서도 유효하기 때문입니다.

일반 로컬 변수(주로 값들: Int, String 등등)가 함수 밖에서 살아있는 것은 전역 변수를 함수에 가져와서 값을 새로 주는 것과 크게 다르지 않아 보입니다. 그래서 이와 같은 Escape 개념이 크게 의미가 없어 보입니다. 하지만, 클로저의 Escaping은 A 함수가 마무리된 상태에서만 B 함수가 실행되도록 함수를 작성할 수 있다는 점에서 유용합니다.

Escaping Closure를 활용하면 통해서 함수 사이에 실행 순서를 정할 수 있습니다.

함수의 실행 순서를 보장 받을 수 있는 것은 상당히 중요한 기능입니다. 왜냐하면, 이 순서 보장은 비동기 함수의 경우도 포함하기 때문입니다. 서버에서 Json 형식의 데이터를 가져와 화면에 이를 보여주는 앱을 생각해보겠습니다. 이 때 HTTP 통신을 위해 Alamofire 라이브러리를 사용합니다. Alamofire 라이브러리는 이 같은 경우 흔히 아래와 같은 형태로 사용됩니다.

Alamofire.request(urlRequest).responseJSON { response in
  // handle response
}

Alamofire.request(urlRequest) 메소드는 서버로 Request를 전송합니다. 여기서는 GET 방식으로 Json 형식의 데이터를 받아옵니다. 그리고 그 결과는 Response 객체를 통해 받을 수 있습니다. 일반적으로 서버에 Request를 전송하고 그 Response 받아오는 함수들은 비동기로 작동하여 Request를 보낸 직후 반환 되어버리는데, 어떻게 이 같은 Response가 Request 결과를 기다리게 하는 형태로 함수를 작성할 수 있는 것일까요? 답은 Escaping Closure에 있습니다. responseJSON 메소드를 파라미터를 간단히 들여다보면 다음과 같이 되어 있습니다.

@discardableResult
    public func responseJSON(
        queue: DispatchQueue? = nil,
        options: JSONSerialization.ReadingOptions = .allowFragments,
        completionHandler: @escaping (DataResponse<Any>) -> Void)
        -> Self
    {

    }

responseJSON(queue:options:completionHandler:)에서 queue와 options는 기본값이 지정되어 있기 때문에, 값을 주지 않아도 해당 함수는 작동합니다. 눈여겨 볼 부분은 completionHandler입니다. 이 completionHandler는 Escaping Closure 형태로 작성되어 있습니다. 즉, completionHandler는 responseJSON(queue:options:completionHandler:) 함수가 반환되고(완전히 서버로부터 값을 가져 온 상태에서) 실행됩니다. 그 부분이 바로 trailing closure 형태로 작성되어 있는 { response in } 부분입니다.

Escaping Closure를 통해서 클로저 인자는 함수로부터 빠져나올 수(outLive) 있습니다. Swift3 이후부터는 기본적으로 함수의 인자로 들어오는 클로저가 함수 밖에서 사용할 수 없도록 되어 있습니다. 즉 기본적으로 클로저를 함수 외부의 저장소에 저장하거나, GCD를 이용하여 다른 쓰레드에서 해당 클로저를 실행시키는 것이 불가능합니다. 하지만 이는 Escaping Closure를 통해 사용 가능하고, 클로저 타입 앞에 @escaping 키워드를 넣어주면 Closure는 Escaping Closure가 됩니다.

여기서부터는 Escaping Closure으로 작성한 코드를 살펴보고자 합니다. 먼저 Apple의 공식 문서에서 Escaping Closure를 설명하는 예시를 살펴보겠습니다.

2. 클로저를 함수 외부에 저장하기

// 함수 외부에 클로저를 저장하는 예시
// 클로저를 저장하는 배열
var completionHandlers: [() -> Void] = []

func withEscaping(completion: @escaping () -> Void) {
    // 함수 밖에 있는 completionHandlers 배열에 해당 클로저를 저장
    completionHandlers.append(completion)
}

func withoutEscaping(completion: () -> Void) {
    completion()
}

class MyClass {
    var x = 10
    func callFunc() {
        withEscaping { self.x = 100 }
        withoutEscaping { x = 200 }
    }
}
let mc = MyClass()
mc.callFunc()
print(mc.x)
completionHandlers.first?()
print(mc.x)

// 결과
// 200
// 100

위의 예시에서는 MyClass의 함수 callFunc()는 클로저를 인자를 가지는 withEscaping(completion:)과 withoutEscaping(completion:)을 각각 호출합니다. 이 때 withEscaping(completion:)은 completion의 파라미터가 Escaping Closure 형태로 구현되어 있습니다. 위의 예제에서는 completionHandlers.append(completion)코드를 통해 withEscaping(completion:) 외부에 클로저를 저장합니다. 즉, 클로저가 함수에서 빠져나갔습니다. 이렇게 함수를 호출하는 도중에 해당 함수 외부에 클로저를 저장하기 위해서는 클로저는 Escaping Closure이어야 합니다.

Note: 이 때, 클로저가 탈출한다는 의미는 해당 함수의 실행을 중간에 끊고, 탈출(escape)하는 의미가 아닙니다. 여기서의 탈출(escape)은 클로저를 외부로 보낼 수 있다는 의미입니다.

3. Async Inside Async

앞서 언급한 것처럼 Escaping Closure는 HTTP 통신에서 completionHandler로 많이 사용됩니다. 다만, 서버에 요청하는 Restful API 기반의 Request들은 앱의 이곳저곳에서 사용되는 경우가 많기 때문에 따로 클래스를 만들어 사용하는 것이 유용한 경우가 많습니다. 여기서는 이를 구현하는 방식중 하나로 하나의 class 안에서 통신 메소드들을 static함수 형태로 관리하는 것을 보이고자 합니다.

class Server {
  static getPerson() {
    // doSomething
  }
}

위의 코드는 static 메소드로 getPerson()을 작성하여, Server.getPerson() 형태로 앱의 어디에서는 호출할 수 있습니다.

앞에서 예시로 들었던 서버에서 Json 정보를 가져와 앱 화면을 보여주는 경우를 다시 생각해보겠습니다. 이 메소드를 static 함수 형태로 관리하려면 어떻게 해야할까요? 여기서 생각해야하는 점은 데이터를 받아오는 것과 데이터로 화면을 업데이트하는 것이 모두 비동기로 이루어져야 한다는 점입니다. 또한 데이터가 받아온 상태에서 화면을 업데이트 하는 것이 보장 되어야 합니다. 그렇지 않으면, 앱이 화면을 업데이트하는 도중 데이터가 없어 크래시가 나게 됩니다. 그래서 이와 같은 경우에는 두 개의 Escaping Closure를 함께 사용합니다.

class Server {
  static var persons: [Person] = []

  static getPerson(completion: @escaping (Bool, [Person]) -> Void) {
      // 순서 2.
      Alamofire.request(urlRequest).responseJSON { response in
          persons.append(데이터)
          DispatchQueue.main.async {
              // 순서 3.
              completion(true, persons)
          }

      }
  }
}
// Usage, ex) ViewController.swift
// 순서 1.
Server.getPerson { (isSuccess, persons) in
  // 순서 4.
  if isSuccess {
      // update UI
  }
}

코드의 작동 순서는 다음과 같습니다.

ViewController에서 필요한 데이터를 Server 클래스의 함수 getPerson(completion:)을 통해 호출합니다.
다음으로 Alamofire를 통해 서버로 Request를 전송하고, responseJson은 Escaping Closure이므로 { response in } 부분은 결과가 모두 들어 온 이후에 실행됩니다.
responseJson의 completionHandler 블럭이 실행되고, 화면 업데이트를 위해 서버로부터 받아온 데이터(persons)를 처음 호출했던 ViewController 쪽으로 보내기 위해, getPerson(completion:)의 completion을 호출합니다. 그런데 이 때, 화면 업데이트는 Main 쓰레드에서 이뤄져야하므로, completion은 Escaping Closure 형태를 취합니다.
호출된 completion으로 getPerson(completion:) 메소드의 completion 블럭이 실행됩니다. 이 때, 통신이 잘 되었는지, 확인하는 Boolean을 isSuccess로 넘기고, 데이터를 persons로 넘겼습니다. 그 이후 화면을 업데이트하면 앱에서 서버의 데이터를 문제 없이 받아오게 됩니다.

참고자료

Apple Inc. The Swift Programming Language (Swift 3.1) - Escaping Closure
escaping closure swift3
What do mean @escaping and @nonescaping closures in Swift?
Completion handlers in Swift 3.0

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