Node.js_node.js의 비차단 IO 및 이벤트 루프 요약

Node.js를 배우고 사용해본 지 두 달이 되었습니다. 몽구스와 결합된 Express를 사용하여 웹 애플리케이션과 RESTful 웹 API 세트를 작성했습니다. Node.js 공식 웹사이트: Node.js는 이벤트 중심의 비차단 I/O 모델을 사용하여 가볍고 효율적입니다. 그렇다면 비차단 I/O 모델은 무엇을 의미할까요?

비차단 IO 모델

우선, IO 작업은 의심할 여지 없이 시간이 많이 걸립니다. 서버가 많은 수의 요청을 수신하는 경우 각 요청에 대해 프로세스나 스레드를 생성하면 메모리 오버헤드가 추가되고 더 많은 시간 리소스가 낭비될 수 있습니다.

Node.js는 이벤트 중심이므로 이벤트 루프를 사용하여 IO 작업으로 인한 병목 현상 문제를 해결합니다. Node.js에서 IO 작업에는 일반적으로 IO 작업이 완료되고 반환될 때 이 콜백 함수가 호출되고 메인 스레드는 다음 코드를 계속 실행합니다. 이 문제를 설명하기 위해 간단히 예를 들어보겠습니다.

request('http://www.google.com', function(error, response, body) {
   console.log(body);
});
 
console.log('Done!');

이 코드의 의미는 'http://www.google.com'에 요청을 하고, 요청이 반환되면 콜백 함수를 호출하여 응답 정보를 출력한다는 것입니다. Node.js의 작동 메커니즘으로 인해 이 코드가 실행된 후 'Done!'이 즉시 콘솔에 출력되고 일정 시간 후에 응답 정보가 출력됩니다.

이벤트 루프 이벤트 루프

다음으로 이벤트 루프의 메커니즘에 대해 논의해 보겠습니다. 먼저 桟 호출에 대해 이야기해 보겠습니다. 예를 들어 다음과 같은 코드가 있습니다.

function A(arg, func){
  var a = arg;
 
  func();
  console.log('A');  
}
 
function B(){
  console.log('B');
}
 
A(0, B);

코드가 실행되면 함수 A가 먼저 호출 버킷에 푸시되어 스택의 최상위 요소가 되고 A가 실행되기 시작합니다. 실행 프로세스 중에 함수 B가 호출 버킷에 푸시되어 스택의 최상위 요소가 됩니다. B의 실행이 완료된 후 B는 호출 스택에서 팝된 후 다시 스택의 최상위 요소가 됩니다. A의 실행이 완료된 후 A는 호출 스택에서 팝됩니다. 호출 스택이 유휴 상태가 됩니다.

Javascript 런타임에는 메시지 대기열이 있으며 메시지는 콜백 함수와 연결됩니다. 이벤트가 트리거되면 해당 이벤트에 해당 콜백 함수가 있으면 메시지가 메시지 대기열에 추가됩니다.

이벤트 루프가 정확히 무엇을 반복하는지 되돌아보면, 코드가 실행되기 시작한 후 함수가 계속해서 호출 버킷으로 푸시됩니다. 위의 예를 보면 요청이 호출 버킷으로 푸시되고 이 함수가 실행됩니다. 요청(이 http 요청은 Node.js의 기본 모듈에 의해 구현됩니다.) 동시에 요청 완료 이벤트는 콜백 함수와 연결되며, console.log는 다음과 같습니다. 실행을 시작하기 위해 호출 스택에 푸시됩니다. 요청이 완료되면 완료 이벤트가 트리거되고 메시지 대기열에 메시지가 추가됩니다. 메시지 대기열은 먼저 호출 스태커가 유휴 상태인지 여부를 확인하고 호출 스태커가 유휴 상태가 될 때까지 기다립니다. 유휴 상태가 된 후 메시지 큐의 헤드가 팝업되고 해당 메시지와 관련된 콜백 함수가 실행됩니다.

요약

위는 Non-Blocking 모델과 이벤트 루프의 개념을 요약한 것입니다. 이 이벤트 루프 메커니즘은 Node.js에 고유하지 않으며 Node.js의 코드는 단일 스레드에서 실행됩니다. 많은 수의 동시 요청에 직면할 때 어떤 이점이 있습니까?

위 그림은 Node.js의 아키텍처 다이어그램을 보여줍니다. Node.js의 하단에는 스레드 풀을 유지 관리하는 모듈이 있습니다. IO 요청이 발생하면 Node.js의 하단 모듈이 요청을 처리하기 위해 새 스레드를 만든 다음 완료 후 결과를 상위 계층에 반환합니다. 그런 다음 요청이 여러 개 있을 때 Node.js의 기본 모듈은 가능한 한 적은 스레드를 사용하여 대부분의 작업을 완료합니다. 유휴 스레드가 있으면 계속해서 다른 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 각 요청에 대해 새로운 프로세스나 스레드를 여는 점에서는 의심할 여지 없이 훨씬 더 똑똑하고 효율적입니다.

이 글은 Node.js를 학습한 내용을 정리한 글입니다. 혹시 문제점이나 부족한 점이 있다면 자유롭게 비판하고 고쳐주세요.