이벤트 루프와 태스크 큐

(가요계에는 더보이즈 큐가 있다.)

 

 

자바스크립트는 싱글 스레드로 동작한다. 🙂

 

싱글 스레드 방식은 한 번에 하나의 태스크만 처리할 수 있다는 것을 의미한다. 1️⃣

 

하지만, 브라우저 동작을 살펴보면 수많은 태스크가 동시에 처리되는 것처럼 느껴진다. 🌪

 

 

 

1) 이벤트 루프

- 자바스크립트의 동시성 (concurrency) 을 지원한다.

- 브라우저에 내장된 기능 중 하나.

 

⭐️ 콜 스택 (call stack)

- 소스 코드 (전역 코드나 함수 코드 등...) 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고, 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이 바로 콜 스택이다.

- 함수를 호출하면 함수 실행 컨텍스트가 순차적으로 콜 스택에 푸시되어 순차적으로 실행된다.

- 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.

 

⭐️ 힙 (heap)

- 객체가 저장되는 메모리 공간이다.

- 콜 스택 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다.

- 메모리에 값을 저장하려면 먼저 값을 저정할 메모리 공간의 크기를 결정해야 함. 객체는 원시 값과는 달리 크기가 정해져 있지 않으므로 할당해야 할 메모리 공간의 크기를 런타임에 결정. 즉, 동적 할당해야 한다. 따라서, 객체가 저장되는 메모리 공간인 힙은 구조화되어 있지 않다는 특징이 있음.

 

콜 스택과 힙으로 구성된 자바스크립트 엔진은 단순히 태스크가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행한다.

비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 브라우저 or Node.js가 담당함.

 

예를 들어, 비동기로 동작하는 setTimeout 의 콜백함수의 평가와 실행은 자바스크립트 엔진이 담당하지만,

호출 스케줄링을 위한 타이머 설정과 콜백함수의 등록은 브라우저 or Node.js 가 담당한다.

 

브라우저는 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.

 

⭐️ 태스크 큐 ( task queue / event queue / callback queue )

- setTimeout, setInterval 과 같은 비동기 함수의 콜백함수, 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역.

>>>> 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는 마이크로태스크 큐도 존재함. <<<<

 

⭐️ 이벤트 루프 (event loop)

- 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지 유무 판단.

- 태스크 큐에 대기 중인 함수 (콜백함수, 이벤트 핸들러...등) 가 있는지 반복 확인.

- 콜 스택이 비어 있고, 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 순차적 (FIFO : First In First Out) 으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다.

이때, 콜 스택으로 이동한 함수는 실행됨. 즉, 태스크 큐에 일시 보관된 함수들은 비동기 처리 방식으로 동작한다.

 

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

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

setTimeout(foo, 0);	// 0초가 아니라 실제는 4ms 이다. 4ms 후에 foo 함수가 호출됨.
bar()

 

전역 코드 및 명시적으로 호출된 함수가 모두 종료하면 비로소 콜스택에 푸시되어 실행된다.

 

자바스크립트는 싱글 스레드 방식으로 동작한다.

그러니까, 싱글 스레드로 동작한다는 것은 브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진이라는 것이 중요하다.

즉, 자바스크립트 엔진은 싱글 스레드로 동작하지만, 브라우저는 멀티 스레드로 동작한다.

 

setTimeout 함수의 두 가지 기능인 타이머 설정과 타이머를 만료하는콜백 함수를

태스크 큐에 등록하는 처리는 자바스크립트 엔진이 아니라, 브라우저가 실행한다.

브라우저의 수행과 자바스크립트 엔진이 수행하는 작업은 병행 처리됨.

이처럼, 브라우저와 자브스크립트 엔진이 협력하여 비동기 함수인 setTimeout 함수를 실행함.

 

브라우저가 수행 -> 타이머를 설정하고 타이머의 만료를 기다림. 이후 타이머가 만료되면 콜백 함수가 태스크 큐에 푸시되어 대기함.

자바스크립트 엔진이 수행 -> 함수의 함수 실행 컨텍스트 생성하고, 콜 스택에 푸시되어 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 됨. 이후, 함수가 종료되어 콜 스택에서 팝 됨. 이때 브라우저가 설정한 시간이 경과했다면 함수는 아직 태스크 큐에서 대기 중인 것.