C# 서버 개발자 전환기 1편
2026-09-14 15:09:05 # CSharp

C# 동작 방식과 async/await

1. C# 코드가 실행되는 전체 구조

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C# 소스 코드
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C# Compiler (Roslyn)
    ↓
IL (Intermediate Language)
    ↓
.NET Runtime / CLR
    ↓
JIT Compiler
    ↓
Native Code
    ↓
CPU 실행

IL(중간 코드)를 쓰는 이유

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      C# 코드
         ↓
      IL 코드
   ↙     ↓      ↘
Windows  Linux   macOS
   ↓      ↓       ↓
x64 기계어 ARM 기계어 ...

플랫폼 독립성 때문에 필요함

2. CLR

CLR(Common Language Runtime)은 .NET 프로그램이 실행되는 환경

  • 메모리 관리
  • GC
  • 예외 처리
  • Thread 관리
  • JIT 컴파일
  • 비동기 작업 지원
  • 타입 안정성

3. GC

C#에서 class로 생성한 객체는 일반적으로 Managed Heap에 할당된다

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var user = new User();
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Stack
┌──────────────┐
│ user         │
└──────┬───────┘
       │
       ▼
Managed Heap
┌──────────────┐
│ User 객체    │
└──────────────┘

더 이상 참조되지 않는 객체는 GC가 나중에 메모리를 회수한다.

4. Thread

Thread는 실제로 코드를 실행하는 단위다.

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Thread
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CPU에서 코드 실행

직접 Thread를 생성해야 하는 경우

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var thread = new Thread(Work);
thread.Start();

5. ThreadPool

서버에서 요청마다 Thread를 새로 만들면 비효율적이기 때문에
.NET은 ThreadPool을 사용한다.

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     ThreadPool
┌──────┬──────┬──────┐
│ T1   │ T2   │ T3   │ ...
└──────┴──────┴──────┘

6. Task

Task는 Thread가 아니고, 비동기 작업의 결과와 상태를 나타내는 객체다

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User user = await GetUserAsync(); // 결과값이 필요한 경우
/*
    비동기 작업 자체를 일단 가지고 있다가 나중에 결과를 받을 경우, 
    여기서 task는 User를 가지고 있는건 아님 
    User를 가져오는 비동기 작업을 나타내는 객체임
*/
Task<User> task = GetUserAsync();
Task<Item> itemTask = GetItemAsync();
Task<Rank> rankTask = GetRankAsync();
User user2 = await task; // 이제 결과가 필요해졌을 때
Item item = await itemTask;
Rank rank = await rankTask;

6.1 WhenAll()

여러 비동기 작업을 모두 기다릴 때 사용한다. JS Promise.all하고 같음

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var userTask = GetUserFromDbAsync();
var rankingTask = GetRankingFromRedisAsync();

await Task.WhenAll(userTask, rankingTask);

var user = await userTask;
var ranking = await rankingTask;
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DB 조회       ───────── 100ms
Redis 조회    ───────── 100ms
                        ↓
                     총 100ms

7. async / await

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public async Task<User> GetUserAsync()
{
    Console.WriteLine("1");

    var user = await GetFromDBAsync();

    Console.WriteLine("2");

    return user;
}

문법은 js async/await와 별 차이가 없다

7.1 실행 흐름

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GetUserAsync() 호출
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async 메서드 실행
        ↓
"1" 출력
        ↓
GetFromDBAsync() 호출
        ↓
Task<User> 반환
        ↓
await에서 Task 상태 확인
        │
        ├─────────────── Task가 이미 완료됨 ───────────────┐
        │                                                   │
        │                                                   ↓
        │                                            바로 다음 코드 실행
        │                                                   │
        │                                                   ↓
        │                                               "2" 출력
        │                                                   │
        │                                                   ↓
        │                                                return
        │
        └─────────────── Task가 아직 실행 중 ──────────────┐
                                                            │
                                                            ↓
                                                  State Machine에
                                                  현재 상태 저장
                                                            ↓
                                                  continuation 등록
                                                            ↓
                                                  GetUserAsync()가
                                                  Task를 반환
                                                            ↓
                                                  Thread는 다른 작업 수행
                                                            ↓
                                                  DB 작업 완료
                                                            ↓
                                                  continuation 실행
                                                            ↓
                                                  State Machine 상태 복원
                                                            ↓
                                                  await 다음 코드 실행
                                                            ↓
                                                        "2" 출력
                                                            ↓
                                                         return
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