[Javascript] 이벤트 루프 작동방식(GPT 4.0)

질문1

js는 단일 스레드라 한번에 하나의 작업만 수행할 수 있다.

그렇다면 콜스택에는 절대로 2개 이상의 작업이 쌓이지 않는 것이 아닌가?

ex) 콜스택에 쌓기 -> 콜스택 실행 -> 콜스택에 쌓기 -> ...반복

 

답변

JavaScript는 단일 스레드이기 때문에 한 번에 하나의 작업만 실행할 수 있습니다.

하지만 콜 스택에는 여러 작업이 동시에 쌓일 수 있습니다.

콜 스택은 현재 실행 중인 함수와 해당 함수에서 호출한 다른 함수들을 추적하는 데 사용됩니다.

아래는 콜 스택이 어떻게 작동하는지 설명하는 예제와 함께 좀 더 자세한 설명입니다.

 

예제 코드

function first() {
  console.log('First');
  second();
  console.log('First End');
}

function second() {
  console.log('Second');
  third();
  console.log('Second End');
}

function third() {
  console.log('Third');
}

console.log('Start');
first();
console.log('End');

 

1. 초기 상태

콜 스택: []

 

 

2. `console.log('Start')`

- `console.log('Start')`가 콜 스택에 쌓이고 실행됩니다.
- 출력: `Start`

콜 스택: [console.log('Start')]

실행 후

콜 스택: []

 

 

3. `first()`

- `first()` 함수가 콜 스택에 쌓입니다.

콜 스택: [first]

 

4. `console.log('First')`

- `first` 함수 내에서 `console.log('First')`가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.
- 출력: `First`

콜 스택: [first, console.log('First')]

실행 후

콜 스택: [first]

 

5. `second()`

- `first` 함수 내에서 `second()` 함수가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.

콜 스택: [first, second]

 

 

6. `console.log('Second')`

- `second` 함수 내에서 `console.log('Second')`가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.
- 출력: `Second`

실행 후

콜 스택: [first, second, console.log('Second')]

 

7. `third()`

- `second` 함수 내에서 `third()` 함수가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.

콜 스택: [first, second, third]

 

 

8. `console.log('Third')`

- `third` 함수 내에서 `console.log('Third')`가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.
- 출력: `Third`

콜 스택: [first, second, third, console.log('Third')]

실행 후

콜 스택: [first, second, third]

 

9. `third()` 종료

- `third` 함수가 종료되어 콜 스택에서 제거됩니다.

콜 스택: [first, second]

 

 

10. `console.log('Second End')`

- `second` 함수 내에서 `console.log('Second End')`가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.
- 출력: `Second End`

콜 스택: [first, second, console.log('Second End')]

실행 후

콜 스택: [first, second]

 

 

11. `second()` 종료

- `second` 함수가 종료되어 콜 스택에서 제거됩니다.

콜 스택: [first]

 

12. `console.log('First End')`

- `first` 함수 내에서 `console.log('First End')`가 호출되어 콜 스택에 쌓입니다.
- 출력: `First End`

콜 스택: [first, console.log('First End')]

실행 후

콜 스택: [first]

 

13. `first()` 종료

- `first` 함수가 종료되어 콜 스택에서 제거됩니다.

콜 스택: []

14. console.log('End')

- `console.log('End')`가 콜 스택에 쌓이고 실행됩니다.
- 출력: `End`

콜 스택: [console.log('End')]

실행 후

콜 스택: []

 

 

요약

- 콜 스택에는 여러 함수 호출이 동시에 쌓일 수 있습니다.
- 각 함수는 실행이 완료될 때까지 콜 스택에 유지됩니다.
- 함수가 다른 함수를 호출하면 호출된 함수가 콜 스택에 추가됩니다.
- 모든 함수 호출이 완료되면 콜 스택은 다시 비어집니다.

따라서, 비록 JavaScript가 단일 스레드로 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있지만, 콜 스택에는 여러 작업이 동시에 쌓여서 순차적으로 처리됩니다.

 

 

질문2

이벤트루프의 역할은 비동기함수의 작업이 완료된 시점에 콜스택이 비워져있는지 검사하고 비워져있다면 콜백큐의 작업을 넣는 것이라고 이해했다.

그런데 만약, 비동기 함수의 작업이 완료된 시점(이벤트루프의 초기 검사 시)에 콜스택에 다른 작업이 남아있다면 콜백큐의 작업을 옮기지 못한다.

그렇다면 위와 같은 상황에서 이벤트루프는 콜백큐의 작업 완료결과를 언제 콜스택로 옮기는 지 알 수 있는 방법이 무엇인가?

 

답변

이벤트 루프가 비동기 함수의 작업을 어떻게 처리하는지 더 깊이 이해하기 위해, 몇 가지 개념을 명확히 하겠습니다.

 

이벤트 루프의 동작 원리

이벤트 루프는 JavaScript의 비동기 함수가 작업을 완료한 후 콜백 큐에서 해당 콜백을 처리합니다.

이 과정은 다음과 같은 단계를 따릅니다:

1. 비동기 작업 시작 : 비동기 함수(예: `setTimeout`, `fetch`, `Promise`)가 호출되면, 해당 작업은 백그라운드에서 실행됩니다.
2. 작업 완료 및 큐 삽입 : 비동기 작업이 완료되면, 해당 작업의 콜백 함수가 콜백 큐(일반 큐 또는 마이크로태스크 큐)에 추가됩니다.
3. 콜 스택 확인 : 이벤트 루프는 콜 스택이 비어 있는지 확인합니다. 콜 스택이 비어 있지 않으면, 콜 스택이 비워질 때까지 기다립니다.
4. 콜백 실행 : 콜 스택이 비어 있으면, 이벤트 루프는 콜백 큐에서 대기 중인 콜백을 가져와 콜 스택에 추가하고 실행합니다.

예제 코드

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout callback executed');
}, 0);

console.log('End');

 

실행 순서

1. `console.log('Start')'
   - 콜 스택에 쌓이고 즉시 실행됩니다.
   - 출력: `Start`
   - 콜 스택 비움

2. `setTimeout`
   - `setTimeout` 함수가 콜 스택에 쌓입니다.
   - 타이머 설정 후 콜백 함수는 콜백 큐로 이동합니다.
   - 콜 스택 비움

3. `console.log('End')`
   - 콜 스택에 쌓이고 즉시 실행됩니다.
   - 출력: `End`
   - 콜 스택 비움

4. 콜백 큐
   - 콜백 큐에서 대기 중인 `setTimeout` 콜백이 실행됩니다.
   - 출력: `Timeout callback executed`
   - 콜 스택 비움

 

콜 스택이 바쁠 때 이벤트 루프의 동작

만약 비동기 작업이 완료된 시점에 콜 스택에 다른 작업이 남아 있다면, 이벤트 루프는 콜 스택이 비워질 때까지 기다립니다.

 

예제 코드

console.log('Start');

setTimeout(() => {
  console.log('Timeout callback executed');
}, 0);

for (let i = 0; i < 1000000000; i++) {} // 긴 루프, 콜 스택을 차지

console.log('End');

 

실행 순서

1. `console.log('Start')` : 출력: `Start`
2. `setTimeout` : 타이머 설정 후 콜백 함수는 백그라운드 -> 이벤트 큐 순으로 이동
3. 긴 루프 실행 : 콜 스택이 비지 않음
4. `console.log('End')` : 출력: `End`
5. 긴 루프 종료 후 : 콜 스택 비움
6. 콜백 큐 : `setTimeout` 콜백 실행, 출력: `Timeout callback executed`

이벤트 루프는 콜 스택이 비워지는 즉시 이벤트큐에 있는 콜백을 실행합니다.

따라서, 비동기 작업의 완료 결과는 콜 스택이 비워질 때마다 즉시 처리됩니다.