2008년 구글의 크롬 V8 엔진(오픈 소스 JS 엔진, C++ 기반)이 등장함에 따라서 노드 프로젝트가 시작되었다. 노드의 내부 구조에는 크롬 V8 엔진과 더불어서 libuv 라는 비동기 I/O 처리 및 이벤트 기반이라는 특성을 가진 C, C++ 라이브러리를 사용한다.
사실상 libuv 라이브러리가 node의 특징인 이벤트 기반, None-Blocking I/O 모델을 구현하는 핵심이라고 볼 수 있다.
이벤트 기반, None-Blocking I/O
이번에는 이 두가지 개념을 명확히 해야한다.
사실 C -> C++ 순서로 프로그래밍에 입문한 사람에게는 둘 다 생소한 개념에 해당할 수 있다. ( 적어도 나는 그랬다. )
이벤트 기반
먼저 이벤트 기반이란, 사용자로부터 특정한 Event(클릭, Request 등)를 받아서 특정 작업을 수행하는 방식을 말한다.
즉, 사용자의 특정 행동에 대한 작동 방식을 미리 지정해두는 방식이라고 말할 수 있다.
MFC, Unity 게임 엔진이나 전부 이벤트 기반이라고 말할 수 있다. ( 더 정확하게는 Unity 엔진은 이벤트 기반 처리도 가능하고 매 Frame 단위 체크 형식으로 처리가 가능하다. )
이벤트를 감지하고 ( Event Listener ), 해당 이벤트를 처리 ( Event Handler, Callback )하는 것이 이벤트 기반이다.
그렇다면 동시에 여러 이벤트가 발생하면 어떤 순서로 이벤트를 처리할 것인가?
이것을 판단하는 것이 바로 Event Loop 개념이며, 이는 호출 스택(Call Stack)과도 관련이 있다.
function first() {
second();
console.log('첫 번째');
}
function second() {
third();
console.log('두 번째');
}
function third() {
console.log('세 번째');
}
first();
위의 코드로 해당 순서가 떠오르지 않는다면, 호출 스택 개념을 모르는 것이다.크롬 개발자 도구에서 실제 Callstack 확인
여기서 "annoymous"는 Javascript의 익명 함수 ( annoymous function ) 의 그 개념이 맞다.
보다시피 따로 선언한 first, second, third 함수와는 다르게 자기가 알아서 스택 가장 밑바닥에 들어가 있다.
이것은 c, c++의 main과 비슷한 개념인데,
해당 코드 전체에 해당하는 JS 파일을 실행하는 것이 선결되어야 first() 함수가 실행될 수 있기 때문이다.
function run(){
console.log('3초 후 실행!');
}
console.log("시작");
setTimeout(run, 3000);
console.log("끝");
실행 결과
3초후에 실행되는 run은 대체 언제 호출 스택에 들어갔고, 어디서 실행된걸까?
이것을 설명하려면 백그라운드(Background), 태스크 큐(Task Queue) 개념에 대해서 추가적으로 알아야한다.
추가적으로 Javascript Engine 및 Event Loop에 대해서 다시 정리해보자.
Javascript Runtime
Javascript Engine : 앞에서 언급한 구글 크롬 V8 엔진이 대표적이다. 하지만 그것외에도 굉장히 많은 JS 엔진들이 존재한다.
현역에 속하는 JS 엔진 종류 - Wiki
JS 엔진의 역활은 크게 3가지로 나눌 수 있다.
1. 코드를 읽고 해석하는 Interpreter
2. 코드를 바탕으로 현재 실행중인 서브루틴을 관리하는 Call Stack
3. 변수와 객체에 대한 메모리 할당 및 관리를 담당하는 Heap Memory
자바스크립트 엔진
보시다시피, 메모리 설정 및 호출 순서 결정을 통해서 코드를 해석해서 직접적으로 실행시키는 곳이다.
그리고 놀라운 사실은 엔진의 종류에 따라서 인터프리터 뿐만 아니라, 필요에 따라 Just-In-Time 형식으로 컴파일 과정까지 수행한다. ( V8 엔진이 대표적인 예시 )
Background : 타이머나 이벤트 리스너들이 대기하는 장소이며 JS가 아닌 다른 언어로 작성된 프로그램이다. 동시에 여러 작업이 실행 될 수 있다. ( 실행 환경에 따라 OS, Web Browser 등이 될 수 있다. ) 즉, Web Browser 환경에서 실행된다면 Web API가 실행되는 곳이라고 생각해도 된다.
TaskQueue(callback queue) : 이벤트 리스너에 의해 실행될, 실제 어떤 수행을 하는지를 나타내는 Event Handler( Callback 함수 )가 모여있는 Queue 이다. ( 때문에 Callback Queue라고도 부른다. ) Microtask Queue, Animation Frames 등 여러개의 큐로 이루어져 있다.
참고로, 타이머나 이벤트 리스너를 실행하면 태스크 큐로 해당 이벤트 리스너 콜백 함수를 보내는 곳이 Background 가 되는 것이다.
Event Loop : 이벤트 발생 시 호출할 콜백 함수들을 관리하고, 실행 순서를 결정한다. JS 엔진의 Call Stack과 Task Queue의 중간에 있는 관리자 개념에 해당한다. 만약 Call Stack이 비어있다면, Task Queue에서 가장 첫 번째 Callback을 Call Stack으로 밀어 넣는다. ( 이러한 한 번의 과정을 Tick 이라 한다. ) 여기서 예측할 수 있다시피, 만약 Call Stack이 다 차있다면? 당연히 Task Queue에서 당장 실행되어야할 Callback 함수가 있다고 하더라도 Call Stack으로 들어가지 못 한다. 이것이 setTimeout 같은 함수가 정확하지 않을 수 있는 이유이다.
더 자세하게 말하자면 JS가 싱글 스레드 기반이라 비동기 처리를 활용한다는 것과 Callback Event Queue 개념 및 FIFO 개념에 대해서 알아야한다. 해당 개념에 대한 링크
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