Node.js

Node.js 란?

브라우저에서만 작동하던 스크립트 언어인 자바스크립트를 서버 사이드에서도 작동할 수 있도록 해주는 비동기 이벤트 기반의 자바스크립트 런타임 환경

Node.js 특징

• 싱글 쓰레드 : Task를 처리하는 하나의 단위인 쓰레드가 하나 밖에 없어 메인 쓰레드 하나와 하나 밖에 없는 이벤트 루프를 가진다
• Non Blocking I/O : 싱글 쓰레드지만 이벤트 발생시 이미 기존의 이벤트를 처리하고 있어도 들어오는 이벤트를 막지 않는 Non-Blocking I/O의 성질을 띄고 있다. 이게 가능한 배경에는 복잡한 일들을 대신 처리해주는 Node.js의 libuv 라이브러리 내부에 위치한 C++ 쓰레드 풀 덕분이다

비동기가 가능한 배경

• 메모리를 할당하는 메모리힙과 코드가 호출되면서 컨텍스트를 스택으로 쌓는 콜스택만 존재하던 자바스크립트 엔진은 원래 동기 처리만 지원했으나,자바스크립트 런타임 환경인 브라우저나 Node.js가 생기면서 이들이 비동기 처리를 담당
• 엔진만 있으면 동기 처리지만, 엔진 외부에 위치한 런타임 환경으로 인해 비동기 처리가 가능해진다

Node.js와 브라우저의 Javascript 동작 원리 차이점

Node.js와 브라우저(Chrome, etc) 둘 다 자바스크립트의 런타임 환경이며, 비동기 처리를 지원하지만 처리 방식엔 차이점이 존재한다

브라우저에서의 Javascript 동작 원리

1. 특정 이벤트 발생
2. 해당 이벤트, 즉 함수의 컨텍스트 생성
3. 콜스택에 해당 함수 컨텍스트를 넣기
4. 동기처리 함수일 경우, 콜스택 최상단에서 Task가 수행되고 종료되면 콜스택에서 제거
5. 비동기처리 함수일 경우, 콜스택에서 빠져 곧바로 비동기 처리를 도와주는 Web API로 이동
6. Web API에서 비동기처리 함수의 Task가 끝나면, 해당 함수의 콜백함수를 콜백큐로 넣기
7. 이벤트루프는 콜스택에 처리되는 컨텍스트가 있는지 계속 체크하고 비어있으면 콜백큐의 FIFO 성질에 따라 가장 앞에 있는 콜백함수를 차례대로 콜스택에 넣어 Task를 실행
8. 특정 이벤트의 콜백함수가 콜스택에 넣어져 Task가 종료되면 이벤트 최종 종료

Node.js에서의 Javascript 동작 원리

1. 특정 이벤트(클라이언트의 HTTP Request) 발생
2. 동기 이벤트일 경우 V8 Engine의 콜스택에 스택처럼 쌓아 처리하고 제거
3. 비동기 이벤트일 경우 Node.js의 libuv에 위치한 싱글 스레드인 이벤트 루프가 해당 이벤트를 받아서 처리되기도 전에 OS 커널 또는 내부 C++ Thread Pool(멀티 스레드)로 할당
4. 할당받은 이벤트 작업이 끝나면 콜백큐에 콜백 함수 전달
5. 이벤트 루프는 V8 Engine의 콜스택이 빌 때마다 콜백큐의 콜백 함수들을 FIFO 방식대로 콜스택에 넘겨서 실행
6. 콜스택에서 해당 이벤트 실행이 끝나면 제거
7. 즉 Node.js 서버가 클라이언트에게 응답을 하며 이벤트 종료