chapter42 : 비동기 프로그래밍

동기 처리와 비동기 처리

23장 실행 컨텍스트에서 살펴본 바와 같이 함수를 호출하면 함수 코드가 평가되어 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
이 때 생성된 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택(콜 스택이라고도 부름)에 푸시되고 함수코드가 실행.
함수 실행 종료시 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 제거된다.

ex)
const foo = () => {};
const bar = () => {};

foo();
bar();
  

이처럼 함수 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.
자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다
실행 중인 실행 컨텍스트를 제외한 모든 실행 컨텍스트는 모두 실행 대기 중인 태스크들이다.
이처럼 js 엔진은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드 방식으로 동작한다. 따라서 처리에 시간이 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹(작업 중단)이 발생한다.
현재 실행 중인 태스크가 종료 되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기(asynchronous) 처리라고 한다.
비동기 처리를 수행하는 비동기 함수는 전통적으로 콜백 패턴을 사용한다.
타이머 함수인 setTimeout과 setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다

이벤트 루프와 태스크 큐

자바스크립트의 동시성을 지원하는 것이 바로 이벤트 루프이다.
이벤트 루프는 브라우저에 내장되어 있는 기능 중 하나다.

구글의 V8 자바스크립트 엔진을 비롯한 대부분의 JS 엔진은 크게 2개의 영역으로 구분할 수 있다.

• 콜 스택(call stack)
  실행 컨텍스트에서 살펴본 바와 같이 소스코드 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이 바로 콜 스택이다. 함수를 호출하면 함수 실행 컨텍스트가 순차적으로 콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행된다. js는 단 하나의 콜 스택을 사용하기 때문에 실행 컨텍스트가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지 다른 어떤 태스크도 실행되지 않는다.
• 힙(heap)
  힙은 객체가 저장되는 메모리 공간이다. 콜 스택의 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.
  메모리에 값을 저장하려면 먼저 값을 저장할 메모리 공간의 크기를 결정해야 한다. 객체는 원시 값과는 달리 크기가 정해져 있지 않으므로 할당해야 할 메모리 공간의 크기를 런타임에 결정(동적 할당)해야 한다. 따라서 객체가 저장되는 메모리 공간인 힙은 구조화되어 있지 않다는 특징이 있다.

비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 브라우저 또는 Node.js가 담당한다.
브라우저 환경은 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.

• 태스크 큐(task queue/event queue/callback queue)
  setTimout이나 setInterval과 같은 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역이다.
• 이벤트 루프
  콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스크 큐에 대기 중인 함수(콜백 함수, 이벤트 핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인. 만약 콜 스택이 비어 있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적으로(FIFO) 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다.

자바 스크립트는 싱글 스레드 방식으로 동작. 허나 브라우저가 아닌 브라우저에 내장된 JS 엔진이 그러한 것이다. 만약 모든 js 코드가 js 엔진에서 싱글 스레드 방식으로 동작한다면 js는 비동기로 동작할 수 없다. 즉 js 엔진은 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다.