42장 비동기 프로그래밍
1. 동기 처리와 비동기 처리
- "실행 컨텍스트"에서 살펴본 바와 같이 함수를 호출하면 함수 코드가 평가되어 함수 실행 컨텍스트가 생성된다
- 이때 생성된 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에 푸시되고 함수 코드가 실행된다
- 함수 코드의 실행이 종료하면 함수 실행 컨텍스트는 스택에서 팝되어 제거된다
const foo = () => {};
const bar = () => {};
foo();
bar();- 위 예제에서 foo 함수와 bar 함수는 호출된 순서대로 실행 컨텍스트 스택에 푸시되어 실행된다
- 이렇게 함수가 호출된 순서대로 순차적으로 실행되는 이유는 함수가 호출된 순서대로 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에 푸시되기 때문
- 이처럼 함수의 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다
자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다
따라서 자바스크립트 엔진은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드 방식으로 동작
싱글 스레드 방식은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있기 때문에 처리에 시간이 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹(작업 중단)이 발생한다
// sleep 함수는 일정 시간(delay)이 경과한 이후에 콜백 함수(func)를 호출한다.
function sleep(func, delay) {
// Date.now()는 현재 시간을 숫자(ms)로 반환한다.("30.2.1. Date.now" 참고)
const delayUntil = Date.now() + delay;
// 현재 시간(Date.now())에 delay를 더한 delayUntil이 현재 시간보다 작으면 계속 반복한다.
while (Date.now() < delayUntil);
// 일정 시간(delay)이 경과한 이후에 콜백 함수(func)를 호출한다.
func();
}
function foo() {
console.log('foo');
}
function bar() {
console.log('bar');
}
// sleep 함수는 3초 이상 실행된다..
sleep(foo, 3 * 1000);
// bar 함수는 sleep 함수의 실행이 종료된 이후에 호출되므로 3초 이상 블로킹된다.
bar();
// (3초 경과 후) foo 호출 -> bar 호출- 위 예시는 setTimeout 함수와 유사하게 일정 시간이 경과 한 후에 콜백 함수를 호출하는 sleep 함수를 구현한 것
- 위 예제의 sleep 함수는 3초 후에 foo 함수를 호출한다. 이때 bar 함수는 sleep 함수의 실행이 종료된 이후에 호출되므로 3초 이상(foo 함수의 실행 시간 + 3초) 호출되지 못하고 블로킹(작업 중단)된다
- 이처럼 현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식을 동기처리라 한다
- 동기 처리 방식은 실행 순서가 보장된다는 장점이 있지만, 블로킹되는 단점이 있다
function foo() {
console.log('foo');
}
function bar() {
console.log('bar');
}
// 타이머 함수 setTimeout은 일정 시간이 경과한 이후에 콜백 함수 foo를 호출한다.
// 타이머 함수 setTimeout은 bar 함수를 블로킹하지 않는다.
setTimeout(foo, 3 * 1000);
bar();
// bar 호출 -> (3초 경과 후) foo 호출- 이전 예제를 setTimeout을 사용하여 수정했다
- setTimeout 함수는 sleep 함수와 유사하게 동작하지만 setTimeout 함수 이후의 태스크를 블로킹하지 않고 바로 실행된다
- 이처럼 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기 처리라고 한다
=> setTimeout 함수는 비동기를 지원
"setTimeout, setInterval, HTTP요청, 이벤트 핸들러"는 비동기 처리 방식으로 동작한다2. 이벤트 루프와 태스크 큐
- JS는 싱글 스레드인데, 브라우저 동작을 보면 일을 동시에 처리하는 것처럼 느껴진다
정리하자면,
- 자바 스크립트는 나중에 처리하려고 일을 태스크 큐에 쌓아놓는다
- 똑똑한 브라우저는 그 태스크 큐에 있는 일들을 콜스택로 부지런히 가져와서 "멀티스레드"로 처리한다!
- 콜스택 : 실행 컨텍스트 스택
- 힙 : 객체가 저장되는 메모리 공간, 콜 스택의 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조
- 태스크 큐 : setTime과 같은 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역. 태스크 큐와는 별도로 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는 마이크로태스크 큐도 존재
- 이벤트 루프 : 이벤트 루프는 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스트 큐에 대기 중인
함수(콜백 함수, 이벤트 핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인. 만약 콜 스택이 비어있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다. 이때 콜 스택으로 이동한 함수는 실행된다. 즉, 태스크 큐에 임시 보관된 함수들은 비동기 처리 방식으로 동작한다.
function foo() {
console.log('foo');
}
function bar() {
console.log('bar');
}
setTimeout(foo, 0); // 0초(실제는 4ms) 후에 foo 함수가 호출된다.
bar();- 전역 코드가 평가되어 전역 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시된다.
- 전역 코드가 실행되기 시작하여 setTimeout 함수가 호출된다. 이따 setTimeout 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시되어 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다. 브라우저의 Web API인 타이머 함수도 함수이므로 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.
- setTimeout 함수가 실행되면 콜백 함수를 호출 스케줄링하고 종료되어 콜 스택에서 제거된다. 이때 호출 스케줄링, 즉 타이머 설정과 타이머가 만료되면 콜백 함수를 태스크 큐에 푸시하는 것은 브라우저 역할이다.
- 브라우저가 수행하는 4-1과 자바스크립트 엔진이 수행하는 4-2는 병행 처리된다.
4-1. 브라우저는 타이머를 설정하고 타이머의 만료를 기다린다. 이후 타이머가 만료되면 콜백 함수 foo가 태스크 큐에 푸시된다. 예제의 경우 지연 시간(delay)가 0이지만 최소 지연 시간 4ms가 지정된다. 따라서 4ms 후에 콜백 함수 foo가 태스크 큐에 푸시되어 대기하게 된다. 이 처리 또한 자바스크립트 엔진이 아니라 브라우저가 수행한다.
4-2. bar 함수가 호출되어 bar 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시되어 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다. 이후 bar 함수가 종료되어 콜 스택에서 제거된다. 이때 foo 함수는 4ms 시간이 경과 했더라도 아직 태스크 큐에서 대기 중이다. - 전역 코드 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트가 콜 스택에서 제거된다. 이로서 콜 스택에는 아무것도 없다.
- 이벤트 루프에 의해 콜 스택이 비어 있음이 감지되고 태스크 큐에서 대기 중인 콜백 함수 foo가 이벤트 루프에 의해 콜 스택에 푸시되어 실행된다. 이후 foo 함수가 종료되어 콜 스택에서 팝된다.
즉, 브라우저는 멀티스레드로 동작하므로, 태스크 큐와 콜 스택이 병렬로 처리 될 수 있다
