이는 함수를 실행할 수 있는 창구가 단 하나이며, 동시에 2개 이상의 함수를 실행할 수 없다는 것을 의미한다.
대기 중인 태스크들은 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 팝되어 실행 컨텍스트 스택에서 제거되면, 다시 말해 현재 실행중인 함수가 종료하면 비로소 실행되기 시작한다.
즉, 싱글 스레드 방식이며, 이로 인해 처리에 시간이 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹(작업 중단)이 발생한다.
현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식을 동기 처리라고 한다.
동기 처리 방식은 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장된다는 장점이 있지만, 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이 블로킹되는 단점이 있다.
비동기 처리
하지만 setTimeout 함수의 경우에는 일정 시간이 경과한 이후에 콜백 함수를 호출하는 것은 맞지만, setTimeout 함수 이후의 태스크를 블로킹하지 않고 곧바로 실행한다.
이처럼 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기 처리라고 한다.
비동기 처리 방식은 현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하므로 블로킹이 발생하지 않는다는 장점이 있지만, 태스크의 실행 순서가 보장되지 않는 단점이 있다.
비동기 처리 수행 함수는 전통적으로 콜백 패턴을 사용했으나, 다음과 같은 문제로 인해 한계가 있다.
콜백 헬로 인한 가독성 문제
비동기 처리 중 발생한 에러의 예외 처리 곤란 문제
여러 개의 비동기 처리 한 번에 처리 곤란 문제
setTimeout, setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다.
이벤트 루프와 태스크 큐
자바스크립트는 한 번에 하나의 태스크만 처리하는 싱글 스레드 방식이나, 이벤트 루프 덕분에 동시성이 지원된다.
이벤트 루프는 브라우저에 내장되어 있는 기능이다.
자바스크립트 엔진은 크게 콜 스택과 힙(heap)이라는 2개의 영역으로 구분된다.
콜 스택은 소스코드(전역코드나 함수코드 등) 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이다.
함수를 호출하면 실행 컨텍스트가 순차적으로 콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행된다. 최상위 실행 컨텍스트(실행중인 실행컨텍스트)가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지는 다른 어떤 태스크도 실행되지 않는다.
힙(heap)은 객체가 저장되는 메모리 공간이다. 콜 스택의 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.
메모리에 값을 저장하려면 먼저 값을 저장할 메모리 공간의 크기를 결정해야 한다. 객체는 원시 값과는 달리 크기가 정해져 있지 않으므로 할당해야 할 메모리 공간의 크기는 런타임 때 결정(동적 할당)된다.
(원시 값도 객체인 실행 컨텍스트에 저장되므로 사실상 자바스크립트의 모든 값은 객체로서 힙에 저장된다고 할 수 있다)
따라서 객체가 저장되는 메모리 공간인 힙은 구조화되어 있지 않다는 특징이 있다.
자바스크립트 엔진은 태스크가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행할 뿐이다.
하지만, 비동기 처리에서는 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리(예를 들어, 호출 스케줄링을 위한 타이머 설정과 콜백 함수의 등록)를 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 브라우저 또는 Node.js가 담당한다.
이를 위해 브라우저 환경은 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.
태스크 큐(또는 이벤트 큐, 콜백 큐)는 비동기 함수의 콜백 함수(또는 이벤트핸들러)가 일시적으로 보관되는 영역이다.
태스크 큐와는 별도로 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는 마이크로태스크 큐도 존재한다.
이벤트 루프는 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스크 큐에 대기 중인 함수(콜백함수, 이벤트핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인한다. 만약 콜 스택이 비어 있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적(FIFO)으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시키고, 콜 스택으로 이동된 함수는 실행된다.
즉, 태스크 큐에 일시적으로 보관된 함수들은 이벤트 루프를 통해 비동기 처리 방식으로 동작한다.
자바스크립트 엔진은 싱글 스레드 방식으로 동작하지만, 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다(이 덕분에 비동기로 동작 가능).
브라우저는 자바스크립트 엔진 외에도 렌더링 엔진과 Web API를 제공한다.
Web API는 ECMA Script 사양에 정의된 함수가 아니라 브라우저에서 제공하는 API이며, DOM API, 타이머 함수, HTTP 요청(Ajax)과 같은 비동기 처리를 포함한다.
비동기 프로그래밍
동기 처리
블로킹(작업 중단)이 발생한다.동기 처리라고 한다.동기 처리 방식은 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로실행 순서가 보장된다는 장점이 있지만, 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이블로킹되는 단점이 있다.비동기 처리
하지만 setTimeout 함수의 경우에는 일정 시간이 경과한 이후에 콜백 함수를 호출하는 것은 맞지만, setTimeout 함수 이후의 태스크를 블로킹하지 않고 곧바로 실행한다.
비동기 처리라고 한다.비동기 처리 방식은 현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하므로블로킹이 발생하지 않는다는 장점이 있지만,태스크의 실행 순서가 보장되지 않는단점이 있다.비동기 처리 수행 함수는 전통적으로
콜백 패턴을 사용했으나, 다음과 같은 문제로 인해 한계가 있다.콜백 헬로 인한 가독성 문제setTimeout, setInterval, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다.
이벤트 루프와 태스크 큐
이벤트 루프덕분에동시성이 지원된다.이벤트 루프는 브라우저에 내장되어 있는 기능이다.콜 스택과힙(heap)이라는 2개의 영역으로 구분된다.콜 스택은 소스코드(전역코드나 함수코드 등) 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이다.콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행된다. 최상위 실행 컨텍스트(실행중인 실행컨텍스트)가 종료되어 콜 스택에서 제거되기 전까지는 다른 어떤 태스크도 실행되지 않는다.힙(heap)은객체가 저장되는 메모리 공간이다. 콜 스택의 요소인실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.비동기 처리에서는 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리(예를 들어, 호출 스케줄링을 위한 타이머 설정과 콜백 함수의 등록)를 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인브라우저 또는 Node.js가 담당한다.태스크 큐와이벤트 루프를 제공한다.태스크 큐(또는 이벤트 큐, 콜백 큐)는 비동기 함수의 콜백 함수(또는 이벤트핸들러)가일시적으로 보관되는 영역이다.프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는마이크로태스크 큐도 존재한다.이벤트 루프는 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 태스크 큐에 대기 중인 함수(콜백함수, 이벤트핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인한다. 만약 콜 스택이 비어 있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적(FIFO)으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시키고, 콜 스택으로 이동된 함수는 실행된다.싱글 스레드방식으로 동작하지만, 브라우저는멀티 스레드로 동작한다(이 덕분에 비동기로 동작 가능).자바스크립트 엔진외에도렌더링 엔진과Web API를 제공한다.Web API는 ECMA Script 사양에 정의된 함수가 아니라 브라우저에서 제공하는 API이며, DOM API, 타이머 함수, HTTP 요청(Ajax)과 같은 비동기 처리를 포함한다.