🌊 [JAVASCRIPT] 비동기 프로그래밍

🌊 비동기 프로그래밍

 

실행 컨텍스트

const foo = () => {};
const bar = () => {};

foo();
bar();

 

위 예시 이미지와 코드를 보면 foo 함수와 bar 함수는 호출된 순서대로 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택에 푸시되어 실행된다. 함수가 실행되려면 '함수 코드 평가 과정'에서 생성된 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에 푸시되어야 한다. 실행 컨텍스트 스텍에 함수 실행 컨텍스트가 푸시 되는 것은 바로 함수 실행의 시작을 의미한다. 

 

함수가 호출된 순서대로 순차적으로 실행되는 이유는 함수가 호출된 순서대로 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에 푸시되기 때문이다. (들어온 순서대로 스택에 들어가 실행된다.) 

 

자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다.

 

이는 함수를 2개 이상 동시 실행할 수 없다는 것을 의미한다. 실행 중인 실행 컨텍스트를 제외한 모든 실행 컨텍스트들은 모두 실행 대기 중인 태스크(task)들이다. 자바스크립트 엔진은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드 방식으로 동작한다.

 

 

동기와 비동기

 

 

동기처리

현재 실행 중인 태스크가 종료될 때 까지 다음에 실행된 태스크가 대기하는 방식을 동기 처리라고 한다.

 

동기 처리

function eatTime(func, delay) {
  const delayUntil = Date.now() + delay;
  while (Date.now() < delayUntil);
  func();
}

function ogu() {
  console.log('ogu');
}
function chunsik() {
  console.log('chunsik');
}
eatTime(ogu, 3000);
chunsik();

// ogu -> chunsik 순으로 출력됨을 콘솔창에서 확인할 수 있다. 
// ogu
// chunsik

 

동기처리의 장점

• 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장된다.

동기처리의 단점

• 앞선 태스크가 종료될 때 까지 이후 태스크들이 블로킹 된다. 

 

 

 

 

비동기처리

setTimeout 함수는 동기 처리 예시의 eatTime 함수와 유사하게 일정 시간이 경과한 후 콜백함수를 호출하지만 setTimeout 함수 이후의 태스크를 블로킹하지 않고 곧 바로 실행한다. 이를 비동기 처리라고 한다.

 

비동기 처리

function ogu() {
  console.log('ogu');
}

function rabbit() {
  console.log('rabbit');
}

setTimeout(ogu, 3000);
rabbit();


// rabbit -> ogu 순으로 출력됨을 콘솔창에서 확인할 수 있다. 
// rabbit
// ogu

 

비동기처리의 장점

• 블로킹이 발생하지 않는다.

비동기처리의 단점

• 태스크의 실행 순서가 보장되지 않는다.

 

 

이벤트 루프와 태스크 큐

자바스크립트는 싱글 스레드 방식으로 한 번에 하나의 태스크만 처리 할 수 있지만 브라우저가 동작하는 것을 보면 많은 태스크가 동시에 처리되는 것처럼 느껴진다. 이처럼 자바스크립트의 동시성을 지원하는 것이 바로 이벤트 루프이다.

 

이벤트 루프

 

자바스크립트 엔진의 영역

• 콜 스택 (call stack) : 소스코드(전역 코드나 함수 코드 등) 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이 바로 콜 스택이다. 함수를 호출하면 함수 실행 컨텍스트가 순차적으로 콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행. 최상위 실행 컨텍스트(실행 중인 실행 컨텍스트)가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지 다른 어떤 태스크도 실행하지 않는다.
• 힙 (heap) : 객체가 저장되는 메모리 공간. 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다. 

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

 

브라우저 환경

• 태스크 큐 (task queue/event queue/callback queue) : setTimeout이나 setInterval과 같은 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역
• 이벤트 루프 (event loop) : 콜 스택에 현재 실행중인 실행 컨텍스트가 있는 지, 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있는 지 반복해서 확인한다. 만약 콜 스택이 비어 있고 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다. 

 

 

모던 자바스크립트 Deep Dive 를 참고하였습니다.