Shared Memory 배제로 Data Race를 원천 차단한 Dart Isolate 기반 병렬 처리 설계

Context

Single-threaded Event Loop 구조로 인한 CPU 집약적 작업 시 Main Thread 블로킹 및 UI 프리징 발생. Java Thread와 달리 Shared Memory를 배제하여 동기화 오버헤드와 Race Condition을 제거한 격리 모델 필요.

Technical Solution

• Message Passing 방식의 SendPort/ReceivePort를 통한 Isolate 간 데이터 통신 구조 설계
• 일회성 고부하 작업 처리를 위한 compute() 함수 기반의 자동 라이프사이클 관리 적용
• 빈번한 병렬 작업 시 Isolate 생성 비용(1-5ms) 절감을 위한 Persistent Worker 패턴 구축
• Future.wait 및 Future.any를 활용한 Structured Concurrency 기반의 병렬 fetch 및 Race 패턴 구현
• CancellationToken 도입을 통한 불필요한 비동기 작업의 명시적 중단 및 자원 낭비 방지
• StreamController.broadcast를 이용한 Backpressure 제어 및 반응형 데이터 흐름 설계

Impact

• Isolate 생성 비용: 약 1-5ms 수준의 낮은 오버헤드로 병렬 처리 환경 구축
• 성능 최적화 임계치: JSON 파싱 50KB 초과 및 문자열 Regex 1MB 초과 시 compute() 적용 권장

Key Takeaway

공유 메모리 제거라는 제약 사항을 통해 동기화 복잡성을 없애고, 작업의 성격(일회성 vs 지속성)에 따라 Isolate 전략을 분리하는 효율적 자원 관리 원칙 도출.