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7-4. 지연 실행(Deferred Execution)과 즉시 실행(Immediate Execution)

4 minute read

다음 코드를 보자.

List<int> numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

IEnumerable<int> result =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0);

많은 사람들이 Where()를 호출하는 순간 이미 필터링이 끝났다고 생각한다.

하지만 실제로는 아무 일도 일어나지 않는다.

LINQ의 대부분의 메서드는 호출 즉시 데이터를 처리하지 않고, 필요한 순간까지 실행을 미루는 방식으로 동작한다.

이를 지연 실행(Deferred Execution) 이라고 한다.

반대로 결과를 즉시 계산하는 방식을 즉시 실행(Immediate Execution) 이라고 한다.

이번 글에서는 두 방식의 차이와 각각 언제 사용되는지 알아보자.

지연 실행이란?

지연 실행은 말 그대로 실행을 나중으로 미루는 것이다.

다음 코드를 보자.

List<int> numbers = [1, 2, 3, 4, 5];

IEnumerable<int> result =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0);

여기까지 실행해도

1 검사

2 검사

3 검사

...

같은 작업은 아직 수행되지 않는다.

Where()는 단지

“짝수만 반환하는 방법”

을 만들어 둘 뿐이다.

언제 실행될까?

실제 실행은 데이터를 요청하는 순간 이루어진다.

foreach (int number in result)
{
    Console.WriteLine(number);
}

이때 비로소

1 검사

↓

2 출력

↓

3 검사

↓

4 출력

↓

5 검사

가 수행된다.

왜 이렇게 만들었을까?

가장 큰 이유는 불필요한 작업을 줄이기 위해서이다.

예를 들어

numbers
    .Where(number => number > 10)
    .First();

를 보자.

조건을 만족하는 첫 번째 값만 필요하다.

지연 실행이라면

11 발견

↓

즉시 종료

가 가능하다.

모든 데이터를 끝까지 검사할 필요가 없다.

즉시 실행이란?

반면

다음 코드는 다르다.

List<int> list =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0)
           .ToList();

ToList()를 호출하는 순간

LINQ는

모든 데이터를 순회하여

새로운 List를 만든다.

즉,

Where

↓

전체 순회

↓

새 List 생성

이 수행된다.

대표적인 지연 실행 메서드

다음 메서드들은 대부분 지연 실행이다.

Where()

Select()

Skip()

Take()

Distinct()

Concat()

이들은

결과를 바로 만들지 않는다.

단지

다음 Enumerator를

연결할 뿐이다.

대표적인 즉시 실행 메서드

다음 메서드들은

호출하는 순간 실행된다.

ToList()

ToArray()

ToDictionary()

Count()

Sum()

Average()

Max()

Min()

결과를 계산해야 하므로

즉시 순회가 시작된다.

First()는 어느 쪽일까?

First()도 즉시 실행이다.

하지만

모든 데이터를 읽지는 않는다.

numbers.First(number => number > 10);

는

첫 번째 조건을 만족하는 순간

즉시 종료된다.

즉,

1

↓

2

↓

...

↓

11

↓

종료

이다.

전체를 순회하지 않는다.

Count()도 즉시 실행이다

int count =
    numbers.Where(number => number > 10)
           .Count();

여기서는

조건을 만족하는 개수를 알아야 한다.

따라서

모든 데이터를

끝까지 검사해야 한다.

ToList() 이후에는 어떻게 될까?

다음 코드를 보자.

List<int> list =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0)
           .ToList();

이후

numbers.Add(6);

을 실행해도

foreach (int number in list)
{
    Console.WriteLine(number);
}

결과에는

6이 포함되지 않는다.

이미 새로운 List가 만들어졌기 때문이다.

지연 실행은 원본 데이터를 다시 읽는다

이번에는

IEnumerable<int> result =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0);

numbers.Add(6);

foreach (int number in result)
{
    Console.WriteLine(number);
}

를 보자.

이번에는

2

4

6

이 출력된다.

지연 실행은

컬렉션을 미리 복사하지 않는다.

순회하는 순간

현재 컬렉션을 읽는다.

여러 번 순회하면 어떻게 될까?

다음 코드를 보자.

IEnumerable<int> result =
    numbers.Where(number => number % 2 == 0);

foreach (int number in result)
{
    Console.WriteLine(number);
}

foreach (int number in result)
{
    Console.WriteLine(number);
}

많은 사람들이

첫 번째 결과를 재사용한다고 생각한다.

하지만 실제로는

두 번째 foreach에서도

다시 처음부터 순회한다.

즉,

첫 번째 순회

↓

전체 검사

↓

두 번째 순회

↓

다시 전체 검사

가 된다.

언제 ToList()를 사용하는 것이 좋을까?

다음과 같이 결과를 여러 번 사용할 예정이라면

var query =
    players.Where(player => player.Level >= 10);

query.Count();

query.Last();

query.ToArray();

매번 순회가 발생할 수 있다.

이런 경우에는

List<Player> list =
    players.Where(player => player.Level >= 10)
           .ToList();

로 한 번만 계산해 두는 것이 더 효율적일 수 있다.

다만 무조건 ToList()를 사용하는 것도 좋은 습관은 아니다.

결과를 한 번만 사용할 예정이라면 지연 실행이 더 효율적인 경우도 많다.

실제 .NET에서는 어떻게 사용할까?

LINQ는 지연 실행을 기본으로 설계되어 있다.

덕분에 여러 LINQ 메서드를 연결해도 실제 순회는 한 번만 수행되는 경우가 많다.

예를 들어

var result = numbers
    .Where(number => number > 10)
    .Select(number => number * 2)
    .Take(5);

이 코드는 Where(), Select(), Take()가 각각 컬렉션을 복사하는 것이 아니라 하나의 파이프라인처럼 연결된다.

데이터를 요청하는 순간 각 단계가 순차적으로 처리되며, 필요한 개수만큼만 순회가 이루어진다.

실무에서 자주 하는 오해

가장 흔한 오해는

Where()를 호출하면 바로 필터링이 끝난다.

라는 것이다.

Where()는 조건만 저장하며 실제 필터링은 순회가 시작될 때 수행된다.

또 하나의 오해는

ToList()는 성능이 더 좋다.

라는 것이다.

ToList()는 컬렉션을 새로 생성하고 모든 요소를 복사한다.

결과를 여러 번 사용할 때는 유리할 수 있지만, 한 번만 사용할 데이터라면 오히려 불필요한 메모리 할당이 발생할 수 있다.

마무리

LINQ는 기본적으로 지연 실행을 사용한다.

Where(), Select()와 같은 메서드는 즉시 데이터를 처리하지 않고, 데이터를 어떻게 조회할지에 대한 정보만 저장한다. 실제 순회는 foreach, ToList(), Count(), First()처럼 결과를 요구하는 시점에 이루어진다.

이러한 구조는 불필요한 연산을 줄이고 여러 연산을 하나의 순회로 연결할 수 있다는 장점이 있다. 반면 동일한 IEnumerable<T>를 여러 번 순회하면 매번 다시 실행된다는 점도 반드시 기억해야 한다.

다음 글에서는 Select와 SelectMany는 무엇이 다를까?를 살펴보며 Projection과 Flattening의 개념, 그리고 왜 SelectMany()가 필요한지 알아보겠다.

핵심 정리

  • 지연 실행은 실제 데이터 처리를 필요한 시점까지 미루는 방식이다.
  • Where(), Select(), Skip(), Take() 등은 대표적인 지연 실행 메서드이다.
  • ToList(), ToArray(), Count(), Sum() 등은 즉시 실행 메서드이다.
  • First()는 즉시 실행이지만 조건을 만족하는 순간 순회를 종료한다.
  • 지연 실행은 컬렉션을 미리 복사하지 않고 순회 시점의 데이터를 사용한다.
  • 동일한 IEnumerable<T>를 여러 번 순회하면 매번 다시 실행된다.
  • ToList()는 여러 번 사용할 결과를 캐싱할 때 유용하지만, 불필요하게 사용하면 메모리 할당이 증가할 수 있다.

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