블로킹과 논블로킹
DB 조회, 파일 읽기, 네트워크 요청, API 호출과 같은 작업이 있다.
이 작업들은 CPU 계산이 아니라 외부 시스템과 통신하는 I/O 작업이다.
그래서 작업 시간이 소요된다.
햄버거 가게나 카페 타이쿤 게임을 보면,
한 가지 메뉴의 모든 재료가 완료될 때까지 기다리는 것이 아니라
조리가 오래 걸리는 재료를 먼저 올려두고 그 사이에 다른 재료를 준비한다.
이처럼 논블로킹은 시간이 오래 걸릴 수 있는 작업을 먼저 맡겨두고
완료를 기다리지 않고 다음 작업을 진행하는 방식이다.
반대로 블로킹은 작업이 완료될 때까지
다음 코드가 실행되지 않고 기다리는 방식이다.
블로킹 I/O
DB 요청 → 기다림 → 결과 받음 → 다음 코드 실행논블로킹 I/O
DB 요청 → 기다리지 않음 → 다음 코드 실행
↓
나중에 결과 도착 동기와 비동기
동기와 비동기는 코드 실행 흐름을 제어하는 방식이다.
동기 - Synchronous
동기 방식에서는 작업이 순차적으로 실행된다.
즉, 이전 작업이 끝나야 다음 작업이 실행된다.
작업 실행 → 작업 완료 → 다음 작업 실행 → 작업 완료예를 들어 어떤 함수가 실행되는 동안 시간이 오래 걸리는 작업이 있다면,
그 작업이 끝날 때까지 다음 코드는 실행되지 않는다.
console.log("1");
console.log("2");
console.log("3");이 코드는 항상 다음과 같은 순서로 실행된다.
1 → 2 → 3앞의 코드가 끝나기 전까지 다음 코드가 실행되지 않기 때문이다.
비동기 - Asynchronous
비동기 방식에서는 작업이 완료될 때까지 기다리지 않고 다음 코드를 먼저 실행한다.
작업 실행 → 기다리지 않음 → 다음 코드 실행
↓
작업 완료 후 결과 처리즉, 시간이 오래 걸리는 작업이 있더라도 프로그램의 흐름이 멈추지 않고 다른 코드가 계속 실행된다.
이러한 작업의 결과는 나중에 콜백, Promise, async/await와 같은 방식으로 처리된다.
Node.js에서 비동기를 발생시키는 대표적인 작업
Node.js에서는 다음과 같은 작업들이 비동기로 실행된다.
- setTimeout() : 일정 시간이 지난 뒤 함수를 실행
- setInterval() : 일정 시간 간격으로 함수를 반복 실행
- DB query() : 데이터베이스 조회 및 데이터 처리
- 파일 시스템(fs) : 파일 읽기, 쓰기 등 파일 I/O 작업
이러한 작업들은 대부분 I/O(Input / Output) 작업이며,
외부 시스템(DB, 파일, 네트워크 등)과 통신하기 때문에
완료까지 시간이 걸릴 수 있다.
그래서 Node.js에서는 이러한 작업들을 비동기로 처리하여
프로그램이 멈추지 않고 계속 실행될 수 있도록 한다.
Promise 객체 개념 정리
Promise는 비동기 작업의 완료 상태를 표현하는 객체이다.
비동기 작업은 실행 즉시 결과를 반환할 수 없다.
예를 들어 DB 조회나 파일 읽기 같은 작업은 시간이 걸리기 때문이다.
그래서 비동기 작업이 실행되면 결과 대신 Promise 객체가 먼저 반환되고,
작업이 완료되었을 때 Promise의 상태가 변경되며 결과가 전달된다.
즉 Promise는 "지금은 결과가 없지만 나중에 결과를 전달하겠다" 라는 약속을 표현하는 객체이다.
Promise의 3가지 상태
Promise는 생성 시 아래 3가지 상태 중 하나를 가진다.
-
pending (대기)
- 아직 작업이 완료되지 않은 상태
-
fulfilled (이행)
- 비동기 작업이 성공적으로 완료된 상태
-
rejected (거부)
- 비동기 작업이 실패한 상태
Promise가 처음 생성될 때는 항상 pending 상태이다.
비동기 작업이 성공적으로 끝나면 fulfilled 상태로,
작업이 실패하면 rejected 상태로 바뀐다.
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
// 비동기 작업 수행
if (성공) { resolve(결과값) } // 이때 Promise 상태가 fulfilled로 변경됨
else { reject(에러) } // 이때 Promise 상태가 rejected로 변경됨
});Promise 상태는 결정되면 바뀌지 않는다.
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
resolve("성공");
reject("에러");
});예를 들어 위와 같은 함수가 실행되었을 때,
Promise의 상태는 'fulfilled'로 변경되며, reject()는 무시된다.
then / catch
Promise는 비동기 작업의 결과를 표현하는 객체이기 때문에
함수를 호출하는 순간 바로 결과값을 사용할 수 없다.
비동기 작업이 완료되었을 때 결과를 처리하기 위해
.then() 과 .catch() 메서드를 사용한다.
promise
.then((result) => { console.log(result) })
.catch((err) => { console.error(err) });then()
then()은 Promise가 성공적으로 완료되었을 때(fulfilled) 실행되는 함수이다.
resolve()로 전달된 값이 then()의 매개변수로 전달된다.
const promise = new Promise((resolve, reject) => { resolve("성공") });
promise.then((result) => { console.log(result) }); // "성공"위와 같이 then()은 비동기 작업이 성공했을 때 결과를 처리하는 함수이다.
catch()
catch()는 Promise가 실패했을 때(rejected) 실행되는 함수이다.
reject()로 전달된 값이 catch()의 매개변수로 전달된다.
const promise = new Promise((resolve, reject) => { reject("에러 발생") });
promise.catch((err) => { console.error(err) }); // "에러 발생"즉 catch()는 비동기 작업에서 발생한 에러를 처리하는 함수이다.
async / await
async / await는 Promise를 더 읽기 쉽고 직관적으로 사용할 수 있도록 만든 문법이다.
기존 Promise 방식에서는 비동기 작업의 결과를 다음과 같이 .then()으로 처리해야 한다.
conn.query(sql)
.then((result) => { console.log(result) })이 방식은 비동기 작업이 많아질수록 코드가 길어지고 가독성이 떨어질 수 있다.
그래서 등장한 문법이 async / await이다.
async
async 키워드는 함수를 비동기 함수로 선언하는 키워드이다.
async function getBooks()
{
const result = await conn.query(sql);
return result;
}async가 붙은 함수는 항상 Promise를 반환한다.
즉 함수 내부에서 값을 return하면 실제로는 다음과 같은 형태가 된다.
return 값 → Promise.resolve(값)await
await는 Promise가 완료될 때까지 기다린 뒤 resolve된 값을 반환하는 키워드이다.
const result = await conn.query(sql);이 코드는 내부적으로 다음과 같은 흐름으로 동작한다.
- conn.query(sql) 실행
- Promise 반환
- Promise가 완료될 때까지 대기
- resolve된 값을 result 변수에 할당
즉 Promise의 .then()에서 전달되는 값을
await을 사용하면 바로 변수에 담아 사용할 수 있다.
