싱글 스레드란??
싱글 스레드란?
싱글 스레드(Single Thread) 는 한 번에 하나의 명령어만 처리할 수 있는 실행 환경을 의미합니다. 자바스크립트는 대표적인 싱글 스레드 프로그래밍 언어로, 모든 명령이 하나의 실행 흐름을 따라 순차적으로 처리됩니다.
싱글 스레드의 특징
자원의 효율적 사용: 싱글 스레드는 멀티 스레딩 환경에 비해 자원을 적게 사용합니다. 스레드 관리에 필요한 메모리나 컴퓨팅 자원이 덜 필요하므로, 가벼운 애플리케이션에 적합합니다.
단순성: 스레드 간의 상호작용을 고려할 필요가 없기 때문에, 상태 관리가 더 간단하고 버그 발생률이 낮습니다.
순차 처리: 모든 작업이 순차적으로 처리되기 때문에, 작업 처리의 예측성이 높고 디버깅이 쉽습니다.
싱글 스레드의 단점
성능 제한: 한 번에 하나의 작업만 처리할 수 있기 때문에, 대규모 처리가 필요한 애플리케이션에서는 성능이 제한됩니다.
응답성 문제: 하나의 복잡한 작업이 CPU를 오랫동안 점유할 경우, 애플리케이션의 응답성이 떨어질 수 있습니다.
자바스크립트에서의 싱글 스레드 처리
자바스크립트는 싱글 스레드 제약을 극복하기 위해 비동기 처리 모델을 사용합니다. setTimeout, Promise, async/await 등을 통해 I/O 작업이나 긴 처리 시간이 필요한 작업을 비동기적으로 처리하여, 메인 스레드가 블록되지 않도록 합니다.
이러한 비동기 처리는 사용자 경험을 크게 향상시키고, 싱글 스레드 환경에서도 높은 성능을 유지할 수 있게 돕습니다.
이벤트 루프(Event Loop)
자바스크립트의 싱글 스레드 모델에서 비동기 처리의 핵심은 이벤트 루프입니다. 이벤트 루프는 호출 스택(Call Stack), 이벤트 큐(Event Queue), 백그라운드 태스크 등 여러 컴포넌트로 구성되어 있습니다
이벤트 루프의 작동 원리
호출 스택(Call Stack): 자바스크립트의 모든 실행 코드는 스택 구조에 따라 처리됩니다. 함수 호출이 발생하면 호출 스택에 쌓이고, 실행이 완료되면 스택에서 제거됩니다.
백그라운드 태스크: 비동기 함수(예: setTimeout, AJAX 요청 등)는 호출 스택에서 제거되고 백그라운드에서 실행됩니다. 해당 태스크가 완료되면 완료된 작업의 콜백 함수가 이벤트 큐로 이동합니다.
이벤트 큐(Event Queue): 백그라운드에서 처리된 태스크의 콜백 함수가 대기하는 곳입니다. 호출 스택이 비어 있을 때, 이벤트 루프는 이벤트 큐에서 콜백 함수를 하나씩 호출 스택으로 이동시켜 실행합니다.
이벤트 루프의 중요성
이벤트 루프는 싱글 스레드 제한을 극복하고, 높은 응답성과 비동기 처리를 가능하게 합니다. 사용자 인터랙션, 네트워크 요청, 타이머 등 다양한 비동기 이벤트를 효율적으로 관리하여, 애플리케이션의 성능을 최적화합니다.
비동처리 예제
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console.log('첫 번째 메시지 출력');
setTimeout(function() {
console.log('두 번째 메시지 출력 (비동기적)');
}, 2000); // 2초 후에 실행
console.log('세 번째 메시지 출력');
// 실행결과
// 첫 번째 메시지 출력
// 세 번째 메시지 출력
// (2초 후)
// 두 번째 메시지 출력 (비동기적)
이 예제에서 setTimeout 함수는 2초 후에 콜백 함수를 실행하도록 예약합니다. 이 때, setTimeout은 비동기적으로 작동하기 때문에 즉시 호출 스택에서 제거됩니다. 그 결과, console.log(‘세 번째 메시지 출력’); 이 바로 실행되고, 2초 후에 setTimeout의 콜백 함수가 실행되어 ‘두 번째 메시지 출력 (비동기적)’이 출력됩니다.
자바스크립트의 비동기 처리 이해하기
자바스크립트의 싱글 스레드 처리 모델은 비동기적인 이벤트 처리를 통해 성능과 사용성을 극대화합니다. 이벤트 루프 외에도, 자바스크립트는 Promise와 async/await 구문을 제공하여 더욱 효율적으로 비동기 작업을 수행할 수 있습니다.
Promise 사용 예시
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function fetchData() {
return new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve("데이터 가져오기 성공");
}, 2000);
});
}
fetchData().then(data => {
console.log(data); // "데이터 가져오기 성공"
}).catch(error => {
console.error(error);
});
- async/await 사용 예:
async와 await를 사용하면 비동기 코드를 동기 코드처럼 간결하고 이해하기 쉽게 작성할 수 있습니다. Promise를 보다 직관적으로 사용할 수 있습니다.
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async function fetchData() {
try {
const response = await new Promise((resolve, reject) => {
setTimeout(() => {
resolve("데이터 처리 완료");
}, 2000);
});
console.log(response); // "데이터 처리 완료"
} catch (error) {
console.error(error);
}
}
fetchData();
실무적인 예제 : 비동기 API 요청
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async function getUserData(userId) {
try {
const response = await fetch(`https://api.example.com/users/${userId}`);
const data = await response.json();
console.log(data);
} catch (error) {
console.error("API 요청 중 에러 발생:", error);
}
}
getUserData(1);
이벤트 루프와 비동기 처리의 실용성
이벤트 루프를 이해하는 것은 자바스크립트 애플리케이션의 성능을 최적화하고, 사용자 경험을 향상시키는 데 중요합니다. 비동기 처리는 사용자가 복잡한 데이터 처리나 파일 입출력 작업을 요청했을 때 UI가 멈추지 않도록 보장합니다. 이는 모던 웹 애플리케이션에서 필수적인 요소입니다.