[node.js] Javascript 동작원리 - 싱글스레드 / 이벤트루프

Hyo Kyun Lee·2021년 7월 28일

node.js

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Javscript의 동작기초를 이해하기 위해선 비동기처리 및 non-blocking 개념을 먼저 이해해야 한다.

비동기처리

비동기처리는 순차실행과 상반되는 개념으로, 앞선 코드의 온전한 실행 및 종료를 기다리지 않고 다음 코드를 실행하는 것을 일컫는다.

물론 javscript 엔진이나 node.js도 마찬가지로, 기본적으로 코드실행(메모리 힙이나 call-stack에 명령이 할당되어 실행하기까지의 과정)은 순차적으로 진행된다.

그러나 python과는 달리 javascript 엔진을 구동하는 node.js 등에선 비동기처리 함수(API)를 지원하기 때문에, 비동기처리가 가능하다.

정리하면, 먼저 나타난 함수의 return이 완료될 때까지 기다리지 않고 그 이후의 코드를 실행하는 것이 비동기처리이다(상반되는 개념은 동기처리).

비동기처리는 이를 지원하는 API 및 함수처리를 통해 가능하다.

※ 병렬처리의 경우 싱글스레드보다는 멀티스레드의 개념에 가깝고, 비동기처리와는 다른 개념이므로 유의.

non-blocking

프로세스의 실행보류를 하지 않고, 지속 실행을 하는 상태를 의미한다.

리눅스에서 프로세스가 실행중인 상태에서 file I/O 및 기타 시스템함수 호출 시, 해당 함수를 실행하기위해 실행중인 프로세스를 보류상태(blocking)로 전환한다.

non-blocking은 이와 상반되는 개념으로, 프로세스 실행을 보류하지 않는다.

비동기처리 관점에서 보면,

setTimeout({
  console.log("시작2")
},0)

console.log("시작1")

위 코드를 실행할 경우 시작1 -> 시작2 순으로 출력된다.

logic 순서는 setTimeout -> 시작1 출력 -> 지연시간후 시작2 출력의 순으로 진행하는데, 시작1을 출력하는 console.log logic 실행을 할 때 setTimeout(시간지연)호출이 되었어도 전체 logic의 실행을 중단하지 않는다.

즉 setTimeout 비동기API를 호출한 시점에서, 해당 코드 및 전체적인 logic은 지속되고 있다.

이러한 실행지속을 non-blocking이라 하며, node.js에서 비동기처리가 구현될 수 있도록 하기위한 중요 연관개념이다.

※※ 동기처리를 할 경우 return 시점에서 이후 logic을 실행하는 것을 보장하기 위해 다른 코드들을 blocking 처리하게 된다.

특정 event가 발생하는 시점에서 처리하는 과정

Javscript가 비동기처리를 할 수 있는 원리는 event loop 구조를 살펴보면 이해가 가능하다.

setTimeout({
  console.log("시작2")
},0)

console.log("시작1")

setTimeout 함수가 callstack에 적재된 후, 해당 API를 처리하기위해 background에 적재되어 "시간지연"이 처리된다(logic처리가 아님).
이 적재되는 과정에서 스레드(코드)가 non-blocking 되지않고, 해당 처리에 대한 동기처리가 아니기 때문에 이후 logic이 실행된다(console.log("시작1") 실행, 시작1 출력).
WebAPI 처리 후 여기에 해당되는 logic이 TaskQueue에 적재되고, 적재가 된 이후에 call stack에 함수가 없을때 logic을 call stack에 다시 적재한다.
call stack에 적재된 logic(console.log("시작2")를 실행, 출력한다.