TIL 06 | 싱글 스레드

song hyun·2021년 7월 23일

JavaScript

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싱글 스레드(Single Thread)

JavaScript는 Single Thread Language 이다.

자바스크립트의 콜 스택은 한 개이기 때문에 다른 작업이 추가로 들어왔을 때, 다른 작업 콜 스택에서 작업을 하는 것이 아니라 현재 콜 스택의 위에 쌓이게 된다. 따라서 자바스크립트는 한 번에 한 개의 작업만 수행할 수 있다.

그렇기 때문에 자바스크립트는 동기(Synchronous)적 특성을 가질 수 밖에 없다. 동기적 이게 되면 작업의 시간이 길어지면 길수록 자원 낭비가 심해진다.

다행히도 이를 해결할 방법은 존재하는데, 비동기(Asynchronous)적 방식으로 시간이 오래 걸리는 작업은 브라우저의 화면에서 돌아가도록 처리하고, 당장 빠르게 해결할 수 있는 일은 콜 스택에서 수행하는 방식이다. 이러한 작업이 수행이 가능한 이유는 자바스크립트가 구동될 때 자바스크립트 엔진뿐만 아니라, 자바스크립트 런타임(JavaScript Runtime)이라는 더 큰 범위의 동작 원리가 존재하기 때문이다.

JavaScript의 런타임

Web API

모든 브라우저는 자바스크립트 엔진뿐 아니라 web API도 함께 제공되는 자바스크립트의 런타임을 내장하고 있다. web API는 여러가지 기능이 내장된 하나의 애플케이션이라고 볼 수 있다. web API를 통해 HTTP 요청을 보내거나, DOM에서 이벤트를 실행하거나, 실행을 연기하는 등의 작업이 가능하다.

크롬 개발자 모드의 콘솔에서 window를 입력하면 브라우저에 내장된 자바스크립트 객체가 출력되는데, 이것이 바로 web API이다. 이렇게 web API를 이용하여 화면에서 비동기적으로 작업을 처리하고, 해당 작업을 마치면 콜 스택에 해당 작업이 끝났음을 알려줘서 그 작업을 수행할 수 있도록 한다.

이벤트 루프와 콜백 큐

콜 스택에 web API를 활용한 작업이 들어오면, 해당 작업은 그대로 web API에게 전달한다. 그러면 web API는 해당 작업을 처리하여 콜백 큐(Callback Queue)에게 전달한다.

이벤트 루프(Event Loop)는 끊임없이 콜 스택과 콜백 큐를 모니터링하고 있는 존재이다. 만약 콜스택이 비어있을 경우, 콜백 큐에 차곡차곡 쌓여있는 작업들은 콜 스택에게 전달하여 최종적으로 해당 작업이 처리하도록 하는 역할이다. 아무리 web API가 빠르게 일을 처리하여도, 콜 스택이 비어있지 않으면 이벤트 루프와 콜백 큐의 작업은 콜 스택에게 전달되지 않는다. 자바스크립트 런타임에 대한 이해를 통해 싱글 스레드 언어인 자바스크립트를 비동기적으로 이용할 수 있게 된다.

Node.js

자바스크립트 런타임을 통해서 싱글 스레드 언어인 자바스크립트를 어떻게 비동기적으로 처리할 수 있는지 알았다. 하지만 이 모든 것들은 브라우저에 한정된 이야기, 즉 클라이언트 사이드 쪽에만 해당되는 이야기이다.

Node.js는 자바스크립트 런타임 중 하나로 브라우저 안에서만 놀던 자바스크립트를 브라우저 밖으로 꺼내온 장본인이다.

Node.js는 싱글 스레드로 구성되어 있으며, HTTP 요청이 들어오면 곧바로 LIBUV 비동기 런타임에게 전달한다. Node.js에 자세한 이야기는 다음번에 하도록 하겠다.