비동기 프로그래밍

함수를 호출하면

함수 코드가 평가되고

함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

 

이때 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택(콜스택)에 푸시되고,

함수 코드가 실행된다.

 

함수 코드의 실행이 종료하면

함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에서 팝되어 제거 된다.

 

실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에 후시되는 것은 함수 실행의 시작을 의미

 

자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다.

이는 동시에 2개 이상의 함수를 동시에 실행할 수 없음을 의미한다.

 

실행 컨텍스트 스택의 최상위 요소인 "실행 중인 실행 컨텍스트"를 제외한 모든 실행 컨텍스트는 모두 실행 대기 중인 태스크 들이다.

 

이처럼 자바스크립트 엔진은 한번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드 방식으로 동작한다.

싱글 스레드 방식은 한번에 하나의 태스크만 실행할 수 있기 때문에

처리에 시간이 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹(작업중단)이 발생한다.

 

현재 실행 중인 태스크가 종료할 때 까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식을 동기 처리라고한다.

현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기 처리라고 한다.

 

동기처리 방식은

태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장된다는 장점

앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이 블로킹 되는 단점

 

비동키처리 방식은

실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하므로 블로킹이 발생하지 않는다는 장점

태스크의 실행 순서가 보장되지 않는다는 단점

 

또한 비동기 처리를 수행하는 비동기 함수는 전통적으로 콜백 패턴을 사용한다.

콜백 패턴은 콜백 헬을 발생시켜 가독성을 나쁘게하고,

비동기 처리 중 발생한 예외 처리가 곤란하고,

여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데도 한계가 있다.

 

 

비동기 처리는 이벤트 루프, 태스크 큐와 깊은 관계가 있다.

 

이벤트 루프와 태스크 큐

HTML요소가 애니메이션 효과를 통해 움직이면서 처리하기도 하고,

HTTP요청을 통해 서버로 부터 데이터를 가지고 오면서 렌더링하기도 한다.

 

이처럼 자바스크립트의 동시성을 지원하는 것이 바로 이벤트 루프다.

 

이벤트 루프는 브라우저에 내장되어 있는 기능 중 하나이다.

구글의 V8 자바스크립트 엔진을 비롯한 대부분의 자바스크립트 엔진은 2개의 영역으로 구분할 수 있다.

• 콜스택 : 소스코드 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조
• 힙 : 객체가 저장되는 메모리 공간, 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.

 

이처럼 자바스크립트 엔진은 단순히 태스크가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행할 뿐이다.

 

비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 Node.js 또는 브라우저가 담당한다.

 

예를 들어 비동기 방식으로 동작하는 setTimeout의 콜백 함수의 평가와 실행은 자바스크립트 엔진이 담당하지만

호출 스케줄링을 위한 타이머 설정과 함수의 등록은 브라우저 또는 Node.js가 담당한다.

 

이를 브라우저 환경은 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.

• 태스크 큐 : 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역
• 이벤트 루프 : 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있는지 반복해서 확인한다.

 

결론부터 말하자면

자바스크립트는 싱글 스레드 방식으로 동작한다.

하지만 싱글 스레드로 동작하는 것은 브라우저가아니라 브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진이라는 것이다.

즉 자바스크립트는 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다.