Node.js에서 비동기 코드를 사용해야 하는 이유

Node.js는 자바스크립트를 서버 사이드 프로그래밍 언어로 사용할 수 있게 해주는 런타임 환경입니다. Node.js의 비동기 I/O 모델은 높은 성능과 확장성을 제공하지만, 동기와 비동기 코드의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 Node.js에서 비동기 코드를 사용해야 하는 이유를 설명합니다.

이벤트 루프와 싱글 스레드 모델

Node.js는 싱글 스레드로 작동하며, 이벤트 루프를 사용하여 비동기 작업을 처리합니다. 이는 동시에 많은 요청을 효율적으로 처리할 수 있게 합니다.

예시:

const fs = require('fs');

// 비동기 파일 읽기
fs.readFile('/path/to/file', (err, data) => {
  if (err) throw err;
  console.log('파일 내용:', data.toString());
});

console.log('이 코드가 먼저 실행됩니다.');

동기 함수의 문제점

동기 함수는 이벤트 루프를 차단하여 다른 작업을 처리할 수 없게 만듭니다. 이는 서버의 성능과 확장성에 부정적인 영향을 미칩니다.

예시:

const fs = require('fs');

// 동기 파일 읽기
const data = fs.readFileSync('/path/to/file');
console.log('파일 내용:', data.toString());

console.log('이 코드가 나중에 실행됩니다.');

동기 함수의 문제점:

1. 병목 현상:

   • 다른 클라이언트 요청이 큐에서 대기하게 됩니다.
   • 예를 들어, 해싱 작업이 500ms 걸린다면, 그 동안 서버는 다른 요청을 처리하지 못합니다.

2. 응답 지연:

   • 각 요청이 완료될 때까지 대기 시간이 길어집니다.
   • 여러 요청이 동시 도착하면 서버 응답이 매우 느려질 수 있습니다.

3. 비효율적 자원 사용:

   • 서버 자원이 유휴 상태로 대기하는 시간이 늘어납니다.
   • CPU와 메모리를 효율적으로 사용하지 못합니다.

비동기 함수의 이점

비동기 함수는 이벤트 루프를 차단하지 않으므로, Node.js가 더 많은 동시 작업을 처리할 수 있게 합니다. 이는 특히 I/O 바운드 작업에서 중요한 장점입니다.

예시:

const express = require('express');
const app = express();
const fs = require('fs');

app.get('/file', (req, res) => {
  fs.readFile('/path/to/file', (err, data) => {
    if (err) {
      res.status(500).send('파일 읽기 오류');
      return;
    }
    res.send(`파일 내용: ${data.toString()}`);
  });
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server is running on port 3000');
});

비동기 함수의 이점:

1. 동시성 향상:

   • 해싱 작업이 진행되는 동안에도 다른 클라이언트 요청을 처리할 수 있습니다.
   • 이는 병목 현상을 줄이고, 서버의 처리량을 높입니다.

2. 빠른 응답 시간:

   • 요청이 병렬로 처리되므로 응답 시간이 단축됩니다.
   • 사용자 경험이 개선됩니다.

3. 효율적 자원 사용:

   • CPU와 메모리를 효율적으로 사용하여 서버 성능이 최적화됩니다.
   • 더 많은 요청을 처리할 수 있어 서버의 확장성이 향상됩니다.

결론

Node.js의 비동기 I/O 모델은 싱글 스레드 환경에서 높은 성능과 확장성을 제공할 수 있게 합니다. 비동기 코드를 사용하면 이벤트 루프가 차단되지 않아 더 많은 동시 요청을 처리할 수 있습니다. 따라서, Node.js에서 비동기 코드를 사용하는 것은 서버 성능과 효율성을 높이는 데 필수적입니다.