설계 패턴

• 어떤 상황에서 어떤 구조를 갖도록 설계하고 구현하면 되는지 문제 해결 과정의 경험을 모아놓은 것

싱글톤 패턴

• 객체의 인스턴스가 오직 1개만 생성되는 패턴
• 장점
  • 한 번의 new 연산자로 고정된 메모리 영역을 사용해 메모리 낭비를 방지 가능하다
  • 싱글톤 인스턴스가 전역으로 사용되기 때문에 다른 클래스의 인스턴스들이 접근해 사용할 수 있에 데이터 공유가 쉽다
• 단점
  • 멀티 스레딩 환경에서 발생할 수 있는 동시성 문제가 발생할 수 있다 (synchronized 필요)
  • 자원을 공유하고 있기 때문에 테스트가 격리된 상황에서 수행되기 위해서는 매번 인스턴스의 상태를 초기화해주어야 한다
  • 클라이언트가 구체 클래스에 의존하게 된다

Observer 패턴

• Subject → Observer에게 데이터를 전송
• 알림을 수신하고자 하는 Observer가 이벤트를 실행하는 주체 Subject에 등록
• 옵저버 패턴은 한 객체의 상태가 바뀌면 그 객체에 의존하는 다른 객체들에게 알림이 가고 자동으로 정보가 갱신되는 1:N 의 관계로 강한 관계

Publisher-Subscriber 패턴

• 알림을 수신하려는 객체(Subscriber)와 이벤트 발생 객체(Publisher), 그 사이에 Event Channel 존재

• 왜 이벤트 기반으로 프로그래밍을 하는가
  • 행위가 발생하는 모듈에서 데이터를 처리하도록 하면 상태가 변화되는 모듈의 의존성 및 데이터 노출 문제
    → 참조의 주체를 바꾸어 모듈의 상태 변화 로직을 외부에 의존하지 않아도 되어 캡슐화, 느슨한 결합이 가능!

• Publisher는 Subscriber를 모른 채로 이벤트 발생 시 Event Channel에게 메시지를 넘겨주고(push) Event Channel은 이벤트들을 필터링해 받아야할 Subscriber들에게 전송
• Subscriber는 Publisher에 대한 정보 없이 자신에게 맞는 메시지만을 전송받음
• 응답에 상관없이 중간 객체를 건너가기 때문에 비동기 방식
• 장점
  • 직접적인 관계가 아니기 때문에 코드 관리, 재사용성, 안정성이 높다
  • Publisher 관점에서 Subscriber를 관리할 필요가 없다
• 단점
  • 미들웨어를 통해 전송하기 때문에 의도한대로 전달하지 못할 수 있다

메시지 큐

• 주로 Publisher-Subscriber 패턴에서 브로커 역할을 수행
• 프로세스나 프로그램 인스턴스가 데이터 상호 교환시 사용하는 통신 방법
• 대용량 데이터 처리를 위한 작업이나 비동기 데이터 처리 등에 이용

EventEmitter

• 이벤트를 부여하는 모듈
• emitter.on("name", (val) => {}) (= addListener) : 이벤트가 동작될때 호출되는 리스너 정의
• emitter.once("name", () => {}) : 콜백이 한 번만 실행되도록 정의
• emitter.emit("name", val) : 이벤트 동작
• emitter.off(”name”, (val) ⇒ {}) (= removeListner) : 이벤트를 삭제

Observer vs Pub-Sub

• Observer 패턴은 Observer와 Subject 간에 서로를 알고 있으나 Publisher-Subscriber는 서로를 몰라도 된다
• Observer 패턴은 주로 동기적으로 작동하며 Publisher-Subscriber 패턴은 비동기적으로 작동한다

이벤트 루프

Node.js는 싱글 스레드 논 블로킹

• 하나의 스레드로 동작하지만 I/O작업이 발생한 경우 비동기적으로 처리 가능
• Worker Thread 모듈로 여러 스레드 생성 가능

• V8 Engine : 브라우저에서 실행하던 자바스크립트를 로컬에서 실행 가능
• libuv : C++로 작성된 비동기 I/O라이브러리
  
  • 운영 체제의 커널을 추상화해 비동기 API를 지원
  • 커널이 지원하지 않는 비동기 작업을 libuv에 요청하면 내부의 스레드풀에게 이 작업을 요청
  • Node.js는 I/O 작업을 libuv에게 위임함으로써 논 블로킹 I/O를 지원하고 그 기반에는 이벤트 루프가 있다.

이벤트 루프

• Node.js가 여러 비동기 작업을 관리하기 위한 구현체

• 각 Phase는 큐를 하나씩 가지고 이벤트 루프가 실행해야하는 작업들이 순서대로 담겨있다
• Node.js는 순서대로 Phase를 방문하며 큐의 작업을 하나씩 실행

참고자료
https://tecoble.techcourse.co.kr/post/2020-11-07-singleton/
https://devmoony.tistory.com/43
https://velog.io/@minsuk/Publish-Subscribe-패턴알림
https://handhand.tistory.com/271
https://gobae.tistory.com/122
https://dongwooklee96.github.io/post/2021/03/29/메시지-큐를-이용한-비동기처리-및-에러-처리.html
https://www.korecmblog.com/node-js-event-loop/
https://sjh836.tistory.com/149
https://velog.io/@teo/reactive-programming#3-반응형-프로그래밍-deep-dive