Node.js - node.js의 특성

리문·2022년 9월 6일

node.js

네트워크를 통해 클라이언트에 정보나 서비스를 제공하는 컴퓨터 또는 프로그램.
- 클라이언트
  - 요청을 보내는 주체.
  - 브라우저, 데스크톱 프로그램, 모바일 앱, 다른 서버에 요청을 보내는 서버일 수도 있음.
서버는 요청에 응답을 함. -> 다른 서버에 요청을 할 수도 있음.(이 때는 이 서버가 클라이언트임)
요청에 대하여 항상 YES라는 응답을 하지는 않는다.

특정 언어로 만든 프로그램들을 실행할 수 있는 환경.
노드 또한 자바스크립트 런타임이므로 자바스크립트 프로그램을 컴퓨터에서 실행할 수 있다.
브라우저에도 자바스크립트 런타임이 내장되어 있으므로 자바스크립트 코드를 실행할 수 있다.
브라우저 외의 환경에서도 실행시키려 시도했으나 실행 속도 문제로 잘 사용되지 않았다.
구글의 V8엔진은 매우 빨랐으며, 이를 바탕으로 노드 프로젝트가 시작되었음.
노드는 libuv라는 라이브러리를 사용함.
- V8엔진과 libuv는 C와 C++로 구현되어 있다.
- 자바스크립트 코드를 노드가 V8과 libuv에 바인딩해준다.
- libuv 라이브러리는 노드의 특성인 이벤트 기반, 논 블로킹 I/O 모델을 구현함.

이벤트가 발생할 때 미리 지정해둔 작업을 수행하는 방식.
특정 이벤트가 발생할 때 무엇을 할지 미리 등록해두어야함. -> Event listener에 Callback 함수를 등록.
노드는 이벤트가 발생하면 이벤트 리스너에 등록해둔 콜백함수를 호출. -> 다음 이벤트가 없으면 발생까지 대기.
이벤트 루프
- 여러 이벤트가 발생했을 때, 어떤 순서로 콜백 함수를 호출할지 판단.
- 노드가 종료될 때까지 반복함 -> 루프.
- 코드의 맨 윗줄부터 실행 -> 함수 호출이 있을 경우 호출 스택에 넣음.
- 호출 스택에 들어있는 함수는 LIFO 형식으로 실행이 완료됨.
- 실행이 완료된 함수는 순서대로 호출 스택에서 지워짐.
- anonymous함수 : 처음 실행시의 전역 컨텍스트.
  - 컨텍스트 : 함수가 호출되었을 때 생성되는 환경.
백그라운드
- 타이머나 이벤트 리스너가 대기하는 곳.
- 여러 작업이 동시에 실행될 수 있음.
태스크 큐
- 이벤트 발생 후, 백그라운드에서 타이머나 이벤트 리스너의 콜백함수를 받음.
- 완료된 순서대로 들어오나, 특정한 경우에는 순서가 바뀌기도함.
- 하나가 아닌 여러개의 큐로 이루어져 있음.

스레드가 하나인 것.
- 스레드
  - 프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위.
  - 프로세스는 스레드를 여러개 생성하여 여러 작업을 동시에 처리.
  - 스레드들은 부모 프로세스의 자원을 공유.
  - 같은 주소의 메모리의 접근 가능하므로 데이터를 공유할 수 있음.
- 프로세스
  - 운영체제에서 할당하는 작업의 단위.
  - 프로세스 간에는 메모리 등의 자원을 공유하지 않음.
노드는 하나의 프로세스를 생성하고, 프로세스가 스레드를 여러개 생성하는 데, 직접 제어할 수 있는 스레드는 하나 뿐임 -> 싱글스레드.
- 노드가 싱글 스레드로 동작하지 않는 경우
  - 스레드 풀 : 특정 동작을 수행할 때, 스스로 멀티 스레드를 사용.
  - 워커 스레드 : CPU작업이 많은 경우, 직접 멀티 스레드를 사용할 수 있음.
CPU 작업이 많을 때는 멀티 스레드가 효과적이나, 프로그래밍이 어렵고, I/O 작업이 많을 때는 비교적 쉬운 멀티 프로세싱이 효율적이므로, 노드는 이것을 사용한다.

노드는 싱글 스레드, 논 블로킹 모델을 사용. -> 장단점도 이와 비슷함.
장점
- I/O 작업이 많은 서버로 적합.
- 웹 서버가 내장되어 있어, 쉽게 접근이 가능.
- 자바스크립트를 사용. -> 웹 브라우저도 자바 스크립트를 사용하므로, 하나의 언어로 웹 사이트를 개발 할 수 있음.
단점
- CPU 작업이 많은 서버로는 부적합.
- 서버 규모가 커졌을 때 서버를 관리하기가 어려움.
- 싱글 스레드이므로, 에러를 제대로 처리하지 못하여 스레드가 멈추면 서버 전체가 멈춤.
- Go, nginx, 웹 서버에 비하여 속도가 느림.

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