실행 컨텍스트 스택에 함수 실행 컨텍스트가 푸시되는 것은 함수 실행의 시작을 의미하며, 함수가 호출된 순서대로 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에 푸시되어 순차적으로 실행된다.
즉, 함수의 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.
자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖기 때문에, 동시에 2개 이상의 함수를 실행할 수 없다.
실행 컨텍스트 스택의 최상위 요소인 실행 중인 컨텍스트를 제외한 모든 실행 컨텍스트는 모두 실행 대기 중인 태스크(task)들이며, 실행 중인 실행 컨텍스트가 pop되어 실행 컨텍스트에서 제거되면 순서대로 실행된다.
즉, 자바스크립트 엔진은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 싱글 스레드 방식으로 동작한다.
현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음에 실행될 태스크가 대기하는 방식을 동기(synchronous) 처리라고 한다.
모던 자바스크립트 Deep Dive, p.811, 그림 42-2 참조
https://poiemaweb.com/es6-promise
동기 처리 방식은 실행 순서가 보장된다는 장점이 있지만, 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 task들이 블로킹되는 단점이 있다.
현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태라 해도 다음 태스크를 곧바로 실행하는 방식을 비동기(asynchronous) 처리라고 한다.
모던 자바스크립트 Deep Dive, p.812, 그림 42-3 참조
https://poiemaweb.com/es6-promise
비동기 처리 방식은 블로킹이 발생하지 않는다는 장점이 있지만, task의 실행 순서가 보장되지 않는다는 단점이 있다.
<aside> <img src="/icons/chat_gray.svg" alt="/icons/chat_gray.svg" width="40px" /> 비동기 처리를 수행하는 비동기 함수는 전통적으로 콜백 패턴을 사용한다. 비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 callback hell을 발생시켜 가독성을 나쁘게 하고, 비동기 처리 중 발생한 에러의 예외 처리가 곤란하며, 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데도 한계가 있다.
</aside>
타이머 함수(setTimeout/setInterveral), HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다.
비동기 처리는 아래에 다뤄질 이벤트 루프, 태스크 큐와 깊은 관계가 있다.
대부분의 자바스크립트 엔진은 크게 2개의 영역 : 콜 스택(call stack)과 힙(heap) 으로 구분할 수 있으며, 자바스크립트 엔진은 단순히 task가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행할 뿐이고 비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 구동 환경인 브라우저 또는 Node.js에서 담당한다.
이를 위해 브라우저 환경에서는 아래와 같이 태스크 큐와 이벤트 루프를 제공한다.
태스크 큐 (task queue/event queue/callback queue)
비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역이다.
이벤트 루프 (event loop)
이벤트 루프는 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 태스크 큐에 대기 중인 함수(콜백 함수, 이벤트 핸들러 등)가 있는지 반복해서 확인한다.
만약 콜 스택이 비어 있고 태스크 큐에 대기 중인 함수가 있다면 이벤트 루프는 선입선출(FIFO) 방식으로 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시키고 함수를 실행시킨다.
즉, 태스크 큐에 일시 보관된 함수들은 비동기 처리 방식으로 동작한다.
다시 말해, 브라우저는 자바스크립트 엔진과 달리 멀티 스레드로 동작한다.
<aside> <img src="/icons/chat_gray.svg" alt="/icons/chat_gray.svg" width="40px" />
싱글 스레드 방식으로 동작하는 것은 브라우저가 아니라 브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진이다.
</aside>
이벤트 루프는 브라우저에 내장되어 있는 기능 중 하나로, 자바스크립트의 동시성(concurrency)을 지원한다.
모던 자바스크립트 Deep Dive, p.813, 그림 42-4 참조
브라우저는 자바스크립트 엔진 외에도 렌더링 엔진과 Web API를 제공한다.
Web API는 ECMAScript 사양에 정의된 함수가 아니라 브라우저에서 제공하는 API로, DOM API와 Timer function, HTTP request(Ajax)과 같은 비동기 처리를 포함한다.
비동기 함수는 그림 42-4와 같이 브라우저와 자바스크립트 엔진이 협력하여 실행된다.