🙄 그래서 Event loop 가 뭘까?
이전 포스트에서 Event loop 는 epoll_wait loop 로서 커널에 관심사를 알려주고 커널에서 알림이 blocking 상태를 해제하고 적절한 javascript API 로 변환하는 과정이라고 했습니다. 쉽게 말하자면 Node.js 가 None Blocking I/O 작업을 수행하도록 해주는 과정입니다.
Event loop 더 고수준에서 다이어그램으로 보자면 아래와 같습니다.
┌───────────────────────────┐
┌─>│ timers │
│ └─────────────┬─────────────┘
│ ┌─────────────┴─────────────┐
│ │ pending callbacks │
│ └─────────────┬─────────────┘
│ ┌─────────────┴─────────────┐
│ │ idle, prepare │
│ └─────────────┬─────────────┘ ┌───────────────┐
│ ┌─────────────┴─────────────┐ │ incoming: │
│ │ poll │<─────┤ connections, │
│ └─────────────┬─────────────┘ │ data, etc. │
│ ┌─────────────┴─────────────┐ └───────────────┘
│ │ check │
│ └─────────────┬─────────────┘
│ ┌─────────────┴─────────────┐
└──┤ close callbacks │
└───────────────────────────┘이벤트루프는 저수준 c 코드에서 일어나는 일이며 사실 더 복잡한 과정을 가지고 있습니다만 Node.js 공식 문서에서는 위 과정이 Event loop 의 가장 중요한 단계 를 의미한다고 합니다.
모든 단계는 특징을 가지고 있습니다.
- 각 단계는 실행할 콜백의 FIFO 큐를 가집니다.
- 각 단계는 각각 자신만의 특징을 가지고 있으며 해당 단계에 진입시 그 단계에서 행하는 동작을 수행하고 콜백을 실행합니다.
- 각 단계에서는 큐를 모두 소진하거나 콜백의 최대 개수를 수행할 때까지 콜백을 실행합니다. 큐를 모두 소진하거나 콜백 제한에 이르면 이벤트 루프는 다음 단계로 이동합니다.
👓각 단계 파헤치기.
각 단계의 개요
- timers: 이 단계는 setTimeout()과 setInterval()로 스케줄링한 콜백을 실행합니다.
- pending callbacks: 다음 루프 반복으로 연기된 I/O 콜백들을 실행합니다.
- idle, prepare: 내부용으로만 사용합니다.
- poll: 새로운 I/O 이벤트를 가져옵니다. I/O와 연관된 콜백(클로즈 콜백, 타이머로 스케줄링된 콜백, setImmediate()를 제외한 거의 모든 콜백)을 실행합니다. 적절한 시기에 node는 여기서 블록 합니다.
- check: setImmediate() 콜백은 여기서 호출됩니다.
- close callbacks: 일부 close 콜백들, 예를 들어 socket.on('close', ...).
Timers
타이머는 제공된 콜백이 일정 시간 후 실행되어야 하는 시간을 지정합니다. 이 시간은 운영체제 스케쥴링이나 다른 콜백 실행 때문에 지연될 수 있으므로 정확한 시간이 아닙니다.
예를 들어 100ms 이후 실행되도록 시간을 지정하고 95ms 가 걸리는 파읽 읽기를 비동기로 수행한다고 가정합니다.
const fs = require("fs");
function someAsyncOperation(callback) {
// 이 작업이 완료되는데 95ms가 걸린다고 가정합니다.
fs.readFile("/path/to/file", callback);
}
const timeoutScheduled = Date.now();
setTimeout(() => {
const delay = Date.now() - timeoutScheduled;
console.log(`${delay}ms have passed since I was scheduled`);
}, 100);
// 완료하는데 95ms가 걸리는 someAsyncOperation를 실행합니다.
someAsyncOperation(() => {
const startCallback = Date.now();
// 10ms가 걸릴 어떤 작업을 합니다.
while (Date.now() - startCallback < 10) {
// 아무것도 하지 않습니다.
}
});someAsyncOperation 에서 95ms 이 걸리는 fs.readFile 을 수행하고 10ms 를 소요하는 콜백을 다시 수행합니다.
해당 과정은 poll 과정에서 일어나고, poll 임계점에 다다르지 않았다고 가정합니다.
콜백이 완료되면 105ms 를 소요하게 되고 poll 큐에 아무것도 없기 때문에 poll 단계는 종료됩니다.
이제 이벤트루프는 check -> close callback 단계를 거쳐 다시 timers 단계로 돌아가며 100ms 로 지정한 콜백은 105ms 이후 실행되었기에 timers 의 시간은 정확한 시간이 아니라 콜백을 실항할 때 까지 걸리는 최소시간 이라는 것을 알 수 있습니다.
Pending 콜백
이름에서 알 수 있다시피 콜백의 완전히 완료하지 못하고 연기된 콜백을 실행하는 단계 입니다.
poll
다음 두 가지 기능을 합니다.
- I/O 를 얼마나 오래 block 하고 polling 해야하는지 계산합니다.
- poll 큐에 있는 이벤트를 처리합니다.
poll 단계에서는
- poll 큐가 비어있지 않다면 콜백의 큐를 모두 소진하거나 임계점에 도달할 때 까지 동기로 콜백을 수행합니다.
- poll 큐가 비어있다면 다음 단계로 넘어가거나 콜백이 poll 큐에 추가되길 기다린 후 즉시 실행합니다.
poll 큐가 다음 단계로 간다는 말은 하나 이상의 timers 가 준비되어있거나 setImmediate() 가 스케쥴링 되어 있다는 뜻 입니다.
check
poll 단계가 수행된 후에 콜백을 수행하기 위한 단계입니다.
setImmediate() 를 통해 이 단계를 수행할 수 있습니다.
setImmediate() 는 setTimeout() 와 다른 단계에서 수행이 되며 동일한 I/O 주기 내에서 둘을 같이 호출 한다면 setImmidate() 가 항상 먼저 실행됩니다.
close
소켓 또는 핸들이 닫힌 경우와 같이 close 이벤트를 처리하기 위한 단계입니다.
😁그림으로
Bert Belder 의 강연 에서는 다음과 같은 그림을 통해 설명하고 있습니다.
Node.js 는 이벤트루프를 libUV 라이브러리를 통해 수행하고 있습니다.
libUV 에 대해 더 알고 싶다면 libUV Doc 를 참고해주세요.
피드백은 환영입니다.
출처
