Node.js의 발견: 단일 스레드 마법의 숨겨진 진실과 그것이 고성능 앱을 강화하는 방법

Node.js는 때때로 "단일 스레드"라고도 하는데, 이 단어는 Java나 .NET과 같은 멀티 스레드 환경에 익숙한 개발자에게는 당황스럽고 심지어 어려울 수 있습니다. 그러나 Node.js가 작업을 처리하는 방법에 대한 진실은 이 간단한 용어가 암시하는 것보다 훨씬 더 복잡하고 강력합니다. 이번 블로그에서는 Node.js의 아키텍처, 단일 스레드의 의미, Node.js가 고유한 작업 처리 접근 방식을 통해 어떻게 뛰어난 성능을 달성하는지 살펴보겠습니다.

단일 스레드 이벤트 루프: 실제 의미 Node.js는 단일 스레드에서 JavaScript 코드를 실행하는 V8 JavaScript 엔진을 기반으로 구축되었습니다. 이것이 "단일 스레드" 레이블의 유래입니다. 그러나 이는 Node.js가 한 번에 한 가지 작업만 수행할 수 있다는 의미는 아닙니다. Node.js의 진정한 마법은 여러 스레드 없이도 많은 작업을 동시에 처리할 수 있는 이벤트 중심의 비차단 I/O 모델에 있습니다.

• 이벤트 루프:
  이벤트 루프는 Node.js의 핵심입니다. 호출 스택과 이벤트 큐를 지속적으로 모니터링하여 작업이 완료되면 처리합니다. 작업이 비차단(예: 파일 읽기 또는 HTTP 요청 작성)인 경우 Node.js는 해당 작업을 이벤트 루프로 오프로드하여 메인 스레드가 다른 코드를 계속 실행할 수 있도록 합니다.

• 비차단 I/O:
  Node.js는 I/O 작업을 비동기적으로 처리하도록 설계되었습니다. 즉, 파일 읽기나 데이터베이스 쿼리와 같은 작업이 시작되면 Node.js는 해당 작업이 완료될 때까지 기다리지 않고 계속 진행합니다. 대신 다른 작업을 계속 처리하고 나중에 I/O 작업을 다시 확인합니다. 이 접근 방식을 사용하면 Node.js가 동시에 많은 작업을 처리할 수 있으므로 I/O 중심 애플리케이션에 이상적입니다.

Node.js의 멀티스레딩: 이벤트 루프를 뛰어넘기 Node.js 자체가 단일 스레드에서 실행된다고 해서 Node.js 애플리케이션이 단일 스레드 성능으로 제한되는 것은 아닙니다. Node.js는 필요할 때 멀티스레딩을 수행하는 방법을 제공하므로 개발자는 CPU에 바인딩된 작업을 보다 효과적으로 처리할 수 있습니다.

• 작업자 스레드:
  Node.js 10.5.0에 도입된 작업자 스레드를 사용하면 JavaScript가 여러 스레드에서 병렬로 실행될 수 있습니다. 이는 메인 스레드를 차단하는 CPU 집약적 작업에 특히 유용합니다. 작업자 스레드를 사용하면 과도한 계산을 별도의 스레드에 위임하여 애플리케이션의 응답성을 유지할 수 있습니다.

• 하위 프로세스:
  Node.js에서 동시성을 달성하는 또 다른 방법은 작업을 독립적으로 처리할 수 있는 별도의 프로세스인 하위 프로세스를 이용하는 것입니다. 기본 Node.js 프로세스 외부에서 실행되는 동안 IPC(프로세스 간 통신)를 통해 통신할 수 있습니다. 하위 프로세스는 병렬 처리 또는 다른 언어로 스크립트 실행과 같은 작업에 유용합니다.

• 클러스터 모듈:
  Node.js는 Node.js 애플리케이션의 여러 인스턴스(작업자)를 생성할 수 있는 클러스터 모듈도 제공합니다. 각 작업자는 별도의 스레드에서 실행되며 요청을 독립적으로 처리할 수 있습니다. 이는 여러 CPU 코어에 걸쳐 Node.js 애플리케이션을 확장하여 시스템 리소스를 더 잘 활용하는 일반적인 접근 방식입니다.

실제 영향: 단일 스레드임에도 불구하고 Node.js가 빠른 이유. Node.js의 단일 스레드 특성은 종종 한계로 오해되지만 실제로는 이것이 인상적인 성능의 이유 중 하나입니다. Node.js는 기존 멀티스레딩과 관련된 복잡성과 오버헤드를 피함으로써 특히 I/O 바인딩 작업 처리에서 높은 효율성을 달성합니다.

• 효율적인 자원 활용:
  Node.js의 이벤트 중심 아키텍처는 I/O 작업이 완료될 때까지 기다리는 리소스를 낭비하지 않도록 보장합니다. 이러한 효율성 때문에 수천 개의 동시 연결을 처리해야 하는 채팅 서버, 스트리밍 서비스, API와 같은 실시간 애플리케이션에 Node.js가 자주 선택됩니다.

• 단순화된 개발:
  단일 스레드 모델은 교착 상태 및 경합 조건과 같은 스레드 관리와 관련된 문제를 제거하여 개발을 단순화합니다. 개발자는 멀티스레딩의 복잡한 세부 사항에 대해 걱정하지 않고 비동기 코드를 작성할 수 있으므로 확장 가능한 애플리케이션을 더 쉽게 구축할 수 있습니다.

• 확장성:
  멀티스레딩 없이 많은 동시 연결을 처리할 수 있는 Node.js의 능력은 I/O 작업이 지배적인 환경에서 잘 확장된다는 것을 의미합니다. CPU 바인딩 작업에 병목 현상이 발생하면 Node.js는 여러 코어에 걸쳐 수평으로 확장할 수 있는 작업자 스레드 및 클러스터링과 같은 도구를 제공하여 애플리케이션이 증가된 로드를 처리할 수 있도록 합니다.

결론
Node.js의 핵심은 단일 스레드일 수 있지만 해당 아키텍처는 동시성을 쉽게 처리하도록 설계되었습니다. 이벤트 루프와 비차단 I/O를 사용하면 많은 작업을 동시에 관리할 수 있으며, 작업자 스레드, 하위 프로세스 및 클러스터링은 멀티스레딩이 필요할 때 추가 성능을 제공합니다. 이러한 단순성과 효율성의 조합 덕분에 Node.js는 확장 가능한 고성능 애플리케이션을 구축하는 데 널리 사용됩니다.

Node.js가 작업을 처리하는 방법을 이해하면 소규모 API를 구축하든 복잡한 실시간 애플리케이션을 구축하든 Node.js의 기능을 최대한 활용하는 데 도움이 될 수 있습니다. Node.js의 고유한 장점을 활용하면 응답성과 효율성이 뛰어나고 최신 소프트웨어 개발 요구 사항을 충족할 수 있는 애플리케이션을 만들 수 있습니다.

위 내용은 Node.js의 발견: 단일 스레드 마법의 숨겨진 진실과 그것이 고성능 앱을 강화하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!