[딥다이브] - 42. 비동기 프로그래밍

42.1. 동기 처리와 비동기 처리

함수가 호출된 순서대로 순차적으로 실행되는 이유는 호출 순서대로 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에 푸시되기 때문이다. 자바스크립트 엔진은 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다. 동시에 2개 이상의 함수를 실행할 수는 없는데, 대기 중인 태스크들은 현재 실행 중인 함수가 종료하면 비로소 실행된다.

• 동기 처리
  자바스크립트 엔진은 싱글 스레드 방식으로 동작해 시간이 걸리는 태스크를 실행할 경우 블로킹이 발생한다. 현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음 태스크가 대기하는 방식. 실행 순서가 보장되는 장점이 있지만, 앞선 태스크가 종료할 때까지 블로킹되는 단점이 있다.

• 비동기 처리
  현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태여도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식. 블로킹이 발생하지 않는다는 장점이 있지만, 태스크의 실행 순서가 보장되지 않는 단점이 있다.
  타이머 함수인 setTimeout, setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다.

42.2. 이벤트 루프와 태스크 큐

이벤트 루프
자바스크립트의 동시성을 지원하는 것으로 브라우저의 내장 기능이다. 자바스크립트 엔진은 크게 2개의 영역으로 구분할 수 있다.

• 콜 스택
  스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택

• 힙
  객체가 저장되는 메모리 공간

콜 스택과 힙으로 구성되어 있는 자바스크립트 엔진은 단순히 태스크가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행할 뿐이다. 비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 브라우저 또는 Node.js가 담당한다. 브라우저 환경은 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.

• 태스크 큐
  setTimeout이나 setInterval과 같은 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. 콜 스택이 비어 있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다.

비동기 함수인 setTimeout의 콜백 함수는 태스크 큐에 푸시되어 대기하다가 콜 스택이 비게 되면, 콜 스택에 푸시되어 실행된다. 싱글 스레드 방식으로 동작하는 것은 브라우저가 아니라 브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진이라는 점을 주의해야 한다. 자바스크립트 엔진은 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다. 브라우저와 자바스크립트 엔진이 협력하여 비동기 함수인 setTimeout을 실행한다.