node.js란 무엇인가요? 적용 가능한 시나리오는 무엇입니까?

node.js는 Chrome JavaScript 런타임을 기반으로 구축된 플랫폼입니다. 적용 가능한 시나리오에는 현지화된 온라인 음악 애플리케이션, 현지화된 온라인 앱 등이 포함됩니다.

이 기사의 운영 환경: windows7 시스템, nodejs10.16.2 버전, Dell G3 컴퓨터.

node.js란 무엇인가요?

간단히 말하면 Node.js는 서버 측에서 실행되는 JavaScript입니다.

Node.js는 Chrome JavaScript 런타임을 기반으로 구축된 플랫폼입니다.

Node.js는 Google의 V8 엔진을 기반으로 하는 이벤트 중심 I/O 서버 측 JavaScript 환경입니다. V8 엔진은 Javascript를 매우 빠르게 실행하고 성능이 매우 좋습니다.

NodeJS의 적용 가능한 시나리오를 원칙적으로 이해하세요.

NodeJS는 한편으로는 백엔드에서 높은 동시성을 처리하는 데 탁월한 성능을 발휘하는 장점이 있습니다. nodeJS 플랫폼에서 npm, grunt 및 express와 같은 강력한 코드 및 프로젝트 관리 애플리케이션의 등장은 프런트엔드의 작업 방법과 프로세스를 거의 재정의했습니다.

NodeJS의 성공은 그 위력을 의미하지만 모든 상황이 NodeJS를 서버측 플랫폼으로 사용하기에 적합한 것은 아닌가요?

대답은 당연히 '아니오'이고, 인터넷에는 다양한 의견이 있습니다. 그렇다면 NodeJS의 적용 원리를 원리부터 살펴보겠습니다.

NodeJS에 대해 이야기하기 전에 먼저 전통적인 (Apache로 대표) 의 서버측 처리 플랫폼의 동시성 처리 방식을 살펴보겠습니다.

1. Apache의 다중 스레드 동시성 모드

Apache는 다중 스레드 동시성을 지원하기 때문에 현재 세계 최고의 웹 서버 소프트웨어입니다. 그러나 나중에 Apache는 일부 대규모 웹 애플리케이션에서 차단이라는 단점을 점차 드러냈습니다.

아파치가 여러 스레드의 동시성을 처리하지 않는 이유는 무엇입니까?

이를 이해하려면 먼저 스레드의 개념을 이해해야 합니다.

1.1 스레드란 무엇인가요?

공식 설명을 인용합니다. 스레드가 독립적으로 실행될 수 있는 가장 작은 CPU 단위는 동일한 프로세스에서 동시에 실행될 수 있으며 프로세스의 메모리 주소 공간을 공유할 수 있습니다(이 기능 참고) .

동일한 프로세스의 스레드가 동일한 파일과 메모리(메모리 주소 공간)를 공유한다는 것을 알 수 있으므로, 서로 다른 스레드가 동일한 변수를 차지해야 할 때 선착순으로 할당될 것이라고 상상할 수 있습니다. -served based. 먼저 도착한 스레드가 실행 중일 때 나중에 스레드는 옆으로만 기다릴 수 있습니다. 즉, 차단 대기열 시퀀스에 합류합니다. 이것이 스레드가 차단되는 원인입니다.

따라서 프로세스는 여러 스레드를 지원할 수 있지만

동시에 실행되는 것처럼 보이지만 서로 동기화되지는 않습니다. 프로세스의 여러 스레드는 동일한 메모리 주소 공간을 공유합니다. 즉, 동일한 변수와 개체에 액세스할 수 있으며 동일한 힙에서 개체를 할당할 수 있습니다. 이렇게 하면 스레드 간에 정보를 공유하기가 더 쉬워지지만 프로그래머는 동일한 프로세스의 다른 스레드를 방해하지 않도록 주의해야 합니다.

다중 스레드 병렬 처리의 단점을 이해하고 나면 NodeJS의 성능을 더 잘 이해할 수 있습니다. NodeJS는 비동기식이며 단일 스레드이기 때문입니다!

2. NodeJS의 비동기 I/O 원칙

먼저 Apache가 데이터베이스를 요청하는 코드를 살펴보겠습니다.

코드가 첫 번째 줄까지 실행되면 스레드가 차단됩니다. 쿼리가 결과를 반환할 때까지 기다린 다음 계속 처리합니다. 데이터베이스 쿼리, 디스크 읽기 및 쓰기, 네트워크 통신(소위 I/O) 등의 이유로 인해 차단 시간이 매우 길어집니다(전체 CPU 주파수에 비해). 동시성이 높은 액세스를 위해서는 스레드가 차단되고 오랜 시간 동안 대기하는 반면, 새로운 요청에 대처하기 위해 새로운 스레드가 지속적으로 추가되므로 동시에 많은 시스템 리소스가 낭비됩니다. , 스레드 증가로 인해 메모리 컨텍스트 전환을 처리하는 데 많은 CPU 시간이 소요됩니다. node.js가 이를 어떻게 처리하는지 살펴보겠습니다.

보세요,

단 네 단어로: 비동기 콜백. 쿼리의 두 번째 매개변수는 콜백 함수입니다. 프로세스는 db.query를 실행할 때 결과가 반환될 때까지 기다리지 않고 이벤트 루프에 들어갈 때까지 다음 명령문을 직접 계속 실행합니다. 데이터베이스 실행 결과가 반환되면 해당 이벤트가 이벤트 큐로 전달되고, 스레드가 이벤트 루프에 진입한 후에야 이전 콜백 함수가 호출됩니다. 보다 기술적인 용어는 비동기 I/O입니다. 스레드 하나만 있으면 괜찮습니다.

그렇다면 왜 NodeJS는 단일 스레드인데 비동기 구현이 가능한 걸까요? 이전 사진으로 이동하여 사진의 이벤트 대기열을 클릭하세요

NodeJS의 작동 원리는 실제로 이벤트 루프입니다. NodeJS 로직의 모든 부분이 콜백 함수에 작성되고 콜백 함수는 반환 후 비동기적으로 실행된다고 할 수 있습니다!

이것을 보면 NodeJS의 모든 처리가 비동기식이라면 성공할 수 있지 않을까 하는 생각이 들지 않을 수 없습니다. 틀렸어, 틀렸어, 틀렸어! 물론 아닙니다. NodeJS가 이를 구현하는 기반은 단일 스레드라는 점을 잊지 마세요. 맞습니다, 단일 스레드입니다! 하나의 스레드가 모든 작업을 처리합니다!

NodeJS가 10만 명의 동시 사용자 군대를 상대하고 있다고 상상할 수 있습니다. 올라오는 적들은 도시로 던져지고, 올라오는 적들은 다시 도시로 던져집니다. 도시의 모든 사람들은 군인이고 이러한 적들을 아주 잘 소화할 수 있습니다. 하지만 장페이(Zhang Fei), 조윤(Zhao Yun) 같은 캐릭터가 등장하면 옛 노드는 비참함을 느낄 것이다. 그는 장페이와 300라운드 동안 싸워 불구로 만든 뒤 그를 도시로 던져버린다. 그러면 뒤에 있는 100,000명의 병력은 이 300발을 기다려야 할 것입니다. . .

그럼 이게 무슨 뜻인가요? NodeJS는 차단을 하지 않는다는 뜻인데, 후속 콜백 과정에서는 차단이 발생하지 않고, NodeJS 자체의 로직 계산 및 처리에서 차단이 발생한다는 뜻이다. 우리는 NodeJS가 매우 강력한 배포 기능을 갖고 있으며 비동기 콜백을 위한 이벤트를 반복할 수 있다는 것을 이미 알고 있습니다. 하지만 이벤트를 반복할 때 복잡한 논리 연산이 발생하는 경우 얇은 단일 스레드가 어떻게 수백만 개의 논리 +동시성을 지원할 수 있습니까? I/O, 네트워크 통신 등 시간이 많이 걸리는 NodeJS의 모든 작업은 실행 및 콜백을 위해 작업자 스레드로 넘겨질 수 있으므로 속도가 매우 빠릅니다. 그러나 CPU의 정상적인 작동을 위해서는 CPU 자체적으로만 저항할 수 있습니다.

이렇게 말하면 NodeJS의 기능에 대해 대략적으로 이해하셨을 것입니다. 그럼 기본적으로 적용할 수 있는 시나리오가 준비되었습니다~!

3. NodeJS의 응용 시나리오

NodeJS는 동시성을 처리하는 능력은 뛰어나지만 계산과 논리를 다루는 능력은 약하기 때문에 복잡한 논리 연산을 모두 프론트엔드(클라이언트)로 옮겨서 완성한다면 NodeJS는 비동기 I/O만 제공하면 높은 동시성의 고성능 처리를 달성할 수 있습니다. RESTFUL API, 실시간 채팅, 강력한 클라이언트 로직을 갖춘 단일 페이지 앱 등 다양한 상황이 있습니다. 구체적인 예로는 현지화된 온라인 음악 애플리케이션, 현지화된 온라인 검색 애플리케이션 등이 있습니다.

그나저나 아파치가 너무 억압되어 있으니 달콤한 데이트를 해주세요. Apache는 다중 스레드 높은 동시성 공유 메모리 주소 공간의 특성을 가지고 있습니다. 즉, 서버가 충분히 강력하고 프로세서의 코어 수가 충분히 높으면 Apache가 매우 잘 작동하므로 상대적으로 (동시) 비동기 처리에 적합합니다. 많은 양의 계산과 복잡한 백엔드 비즈니스 로직을 갖춘 애플리케이션.

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