Node.js의 구조 | devlog.akasai

Node.js를 이용하고 개발을 하면서 너무나 자연스럽게 callback 을 다루면서 callback헬 을 겪었다.

본격적으로 Promise를 이용한 비동기 처리를 배우고 async/await 를 사용하여 편리하게 비동기 처리를 하고 있지만,

정작 내부적으로 어떤 방식으로 동작하는지 정확히 알지 못하고 사용했다.

Javascript 엔진 구조

비동기 이벤트 주도 Javascript 런타임으로써 Node.js는 확장성있는 네트워크 애플리케이션을 만들 수 있도록 설계되었습니다.

Node.js는 이벤트 기반 자바스크립트 런타임으로 구글에서 개발한 V8 엔진 의 특징을 동일하게 갖는다.

이벤트 루프를 기반의 비동기 방식으로 Non-Blocking IO를 통해 싱글 스레드로 동작하지만 동시성을 지원한다.

Javascript 엔진은 크게 두 가지 영역으로 나뉜다.

코드의 실행에 따라 호출 스택이 쌓여 처리되는 곳이다.

단 한개의 콜 스택을 가지고 있으며 이것은 동시에 단 하나의 작업만을 할 수 있다는 의미이다.

함수가 실행되면 콜스택에 순차적으로 Push되고 함수가 종료되면 Pop되는 **FILO(First In Last Out)**형태로 동작한다.

이런 특징을 지닌 Javascript엔진은 Event Loop와 Queue를 이용하여 비동기처리가 가능하게 된다.

대부분 구조화되지 않는 더미(dummy)같은 메모리 영역을 **힙(heap)**이라고 한다.

동적으로 생성된 변수, 객체(인스턴스)는 **힙(heap)**에 할당된다.

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V8 엔진과 같은 자바스크립트 엔진에는 한 개의 콜 스택을 이용하여 순차적으로 처리할 뿐, 흔히 알고 있는 이벤트 루프, 큐 가 없다.

뿐만 아니라 주로 사용되는 DOM, Ajax, setTimeout 등과 같은 내장 API들 역시 자바스크립트 엔진에서 제공하지는 않는다.

이 것들은 자바스크립트 엔진을 구동하는 **런타임 환경(브라우저나 Node.js)**이 제공해준다.

런타임
프로그램이 실행되고 있는 때 존재하는 곳을 의미한다. 프로그래밍 언어가 구동되는 환경을 말하며,
Javascript는 브라우저, Node.js환경이 런타임이 될 수 있다.

런타임 환경에서는 크게 세가지를 제공한다.

런타임 환경에서 제공하는 API들이다.

Javascript코드를 사용하여 접근할 수 있으며 window나 element에 대한 간단한 작업에서부터 WebGL이나 Web Audio와 같은 API를 사용해 복잡한 그래픽 및 오디오 효과를 만들어내는 것까지 가능하다.

반복하여 콜 스택 과 큐(Queue) 사이의 작업들을 확인하며, 콕 스택이 빈 상태가 되면 큐의 작업을 콜 스택에 넣는다.

위와 같은 반족적인 작업을 Tick이라고 한다.

일련의 작업들은 Event loop를 통해 콜 스택에서 처리된다.

Node.js에서는 이벤트 루프를 이용하여 동시성을 지원한다.

Task들이 임시로 저장되어 실행을 대기하는 **큐(Queue)**이다.

콜스택이 빈 상태가 되면 **FIFO(First In First Out)**형태로 큐에서 스택으로 이동하고 작업이 수행된다.

ES6 도입 이후로 Microtask Queue가 도입되어 대표적으로 3가지 종류의 큐가 존재한다.

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