node.js 개념

node.js란?

Chrome V8 Javascript 엔진으로 빌드된 Javascript 런타임.

노드의 내부 구조

┌──────────────────────┐
| Node.js Core Library |
├──────────────────────┤
|   Node.js Bindings   |
├──────────────────────┤
|    V8    |   libuv   |
└──────────────────────┘

노드는 V8 Javascript 엔진과 함께 libuv 라이브러리를 사용한다. libuv라이브러리는 이벤트기반, 논 블록킹 I/O 모델을 구현한다.

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이벤트 기반

이벤트 기반이란 이벤트가 발생할 때 미리 지정해둔 작업을 수행하는 방식.

ex) 마우스 클릭, 네트워크 요청

이벤트 기반 시스템은 이벤트 리스너, 콜백함수를 등록해 특정 이벤트가 발생할 때 실행 시킬 수 있다.

이벤트 루프

이벤트 기반 모델에서 여러 이벤트가 동시에 발생했을 때 어떤 순서로 콜백함수를 호출 할 지 판단함.

• Background : setTimeout같은 타이머나 이벤트 리스너들이 대기하는 곳 (여러 작업 동시 실행 가능)
• Tesk Queue : 이벤트 발생 후, Backgound에서 Tesk Queue로 콜백함수를 보냄 (일반적으로 완료된 순서대로 실행되지만, 순서가 바뀌는 경우도 있음)

논 블로킹 I/O

Javascript의 코드는 동시에 실행될 수 없지만, Javascript에서 돌아가는 것이 아닌 I/O작업과 같은 것들은 동시에 처리가 가능하다.

논 블로킹이란 이전 작업이 끝나기 전까지 대기하지 않고 다음 작업을 수행하지만, 작업 순서에 따라 성능이 크기 달라진다.

또한, I/O작업이라라도 논 블로킹 방식으로 구현하지 않으면 의미가 없다. (setTimeout, setImmediate 함수)

function longRunningTask() {
  console.log("작업 끝");
}

console.log("시작");
setTimeout(longRunningTask, 0); // longRunningTask()
console.log("다음 작업");

result

시작
다음작업
작업 끝

싱글 스레드

스레드는 프로세스 내에서 실행되는 흐름의 단위이다. 프로세스는 스레드를 여러 개 생성해 작업을 동시에 처리할 수 있고, 스레드는 부모 프로세스의 자원을 공유한다. (같은 주소 메모리 접근, 데이터 공유 가능)

사실 node.js는 싱글 스레드가 아니지만, 사용자가 일반적으로 직접 제어할 수 있는 스레드는 하나 뿐이라 node.js는 싱글 스레드라고 여겨진다.
(다만, 스레드풀, 워커 스레드로 멀티 스레드를 사용 할 수 있다.)

멀티 스레딩	멀티 프로세싱
한 개의 프로세스, 여러 개의 스레드	여러 개의 프로세스
CPU 작업이 많을 때 사용	I/O요청이 많을 때 사용
프로그래밍이 어려움	프로그래밍이 비교적 쉬움

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서버로서의 노드

node.js는 libuv 라이브러리를 사용해 I/O 작업을 논 블로킹 방식으로 처리하기 때문에 스레드 하나가 많은 수의 I/O를 감당 할 수있다. 다만, 싱글 스레드이기 때문에 CPU부하가 많은 작업에서는 불리하다.

• 개수는 많지만, 크기는 작은 데이터를 실시간으로 주고받는 데에 적합.
• 네트워크, DB, 디스크 작업과 같은 I/O
• 실시간 채팅 앱, 주식 차트, JSON 데이터를 제공하는 API 서버