동기 처리와 비동기 처리

• 함수를 호출하면 함수 코드가 평가 되어 함수 실행 컨텍스트가 생성됨

  → 이때 생성된 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에 푸시되고 함수 코드가 실행 됨

  → 함수 코드의 실행이 종료하면 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 팝 되어 제거됨

  eg.

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

  

  • 실행 컨텍스트 스택에 함수 실행 컨텍스트가 푸시 되는 것 ⇒ 함수 실행의 시작
  • 함수가 호출된 순서대로 순차적으로 실행되는 이유는 함수가 호출된 순서대로 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에 푸시 되기 때문

  ⇒ 함수의 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리

• 자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트를 가지기 때문에, 한 번에 하나의 태스크만 실행 가능 (싱글 스레드 방식)

  • 실행 컨텍스트 스택의 최상위 요소인 “실행 중인 실행 컨텍스트”를 제외한 모든 실행 컨텍스트는 모두 실행 대기 중인 컨텍스트
  • 대기 중인 태스크들은 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 팝되어 실행 컨텍스트 스택에서 제거되면 (= 현재 실행 중인 함수가 종료하면) 비로소 실행되기 시작

⇒ 때문에 처리에 시간이 필요한 태스크를 실행하는 경우 **블로킹(작업 중단)**이 발생

eg.

// sleep 함수는 일정 시간(delay)이 경과한 이후에 콜백 함수(func)를 호출한다.
function sleep(func, delay) {
  // Date.now()는 현재 시간을 숫자(ms)로 반환한다.("30.2.1. Date.now" 참고)
  const delayUntil = Date.now() + delay;

  // 현재 시간(Date.now())에 delay를 더한 delayUntil이 현재 시간보다 작으면 계속 반복한다.
  while (Date.now() < delayUntil);
  // 일정 시간(delay)이 경과한 이후에 콜백 함수(func)를 호출한다.
  func();
}

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

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

// sleep 함수는 3초 이상 실행된다..
sleep(foo, 3 * 1000);
**// bar 함수는 sleep 함수의 실행이 종료된 이후에 호출되므로 3초 이상 블로킹된다.**
bar();
// (3초 경과 후) foo 호출 -> bar 호출

• bar 함수는 sleep 함수의 실행이 종료된 이후에 호출되므로 3초 이상 블로킹됨

  

⇒ 동기(synchronous) 처리: 현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식

• 장점) 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장됨
• 단점) 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이 블로킹됨

eg. 타이머 함수인 setTimeout을 사용하여 수정한 버전

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

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

// 타이머 함수 setTimeout은 일정 시간이 경과한 이후에 콜백 함수 foo를 호출한다.
**// 타이머 함수 setTimeout은 bar 함수를 블로킹하지 않는다.
setTimeout(foo, 3 * 1000);**
**bar();
// bar 호출 -> (3초 경과 후) foo 호출**

• 타이머 함수 setTimeout은 그 이후의 bar 함수를 블로킹하지 않고 곧바로 실행함

  

⇒ 비동기(asynchronous) 처리: 현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식

• 장점) 현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하므로 블로킹이 발생하지 않음

• 단점) 태스크의 실행 순서가 보장되지 않음

• 비동기 처리를 수행하는 비동기 함수는 전통적으로 콜백 패턴을 사용함 but..

  • 콜백 헬(callback hell)을 발생시켜 가독성을 나쁘게 하고,
  • 비동기 처리 중 발생한 에러의 예외 처리가 곤란하며,
  • 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데에도 한계가 있음

• 비동기 처리 방식의 예시:

  setTimeout, setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러

이벤트 루프와 태스크 큐

• 자바스크립트는 한 번에 하나의 태스크만 처리하는 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저가 동작하는 것을 살펴보면 많은 태스크가 동시에 처리되는 것처럼 느껴짐
  • eg.
    • 애니메이션 효과를 통해 움직이면서 이벤트를 처리하는 HTML 요소
    • HTTP 요청을 통해 데이터를 가지고 오면서 진행되는 렌더링

⇒ 이벤트 루프(event loop): 브라우저에 내장되어 있는 기능 중 하나로, 자바스크립트의 동시성을 지원함

• 구글의 V8 자바스크립트 엔진을 비롯한 대부분의 자바스크립트 엔진은 크게 2개의 영역으로 구분
  1. 콜 스택 (call stack)
     • 소스코드(전역 코드나 함수 코드 등) 평가 과정에서 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택
     • 함수를 호출하면 함수 실행 컨텍스트가 순차적으로 콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행됨
     • 자바스크립트 엔진은 단 하나의 콜 스택을 사용하기 때문에 최상위 실행 컨텍스트(실행 중인 실행 컨텍스트)가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지는 다른 어떤 태스크도 실행되지 않음
  2. 힙 (heap)
     • 객체가 저장되는 메모리 공간. 콜 스택의 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조.
     • 메모리에 값을 저장하려면 먼저 값을 저장할 메모리 공간의 크기를 결정해야 하는데, 객체는 원시 값과는 달리 크기가 정해져 있지 않으므로 할당해야 할 메모리 공간의 크기를 런타임에 결정(동적 할당)해야 함 ⇒ 객체가 저장되는 메모리 공간인 힙은 구조화 되어 있지 않음