nodejs 비동기 프로그래밍

Node.js는 단일 스레드 이벤트 루프 기반 모델을 사용하여 동시성을 처리한다. 이 모델에서 I/O 작업과 같은 시간이 오래 걸리는 작업은 백그라운드로 넘겨지고, 작업이 완료되면 이벤트 루프에 의해 콜백이 실행된다. 이러한 방식으로 Node.js는 비동기 프로그래밍을 통해 높은 처리량과 효율성을 달성한다.

🧩비동기 처리 방법의 진화

콜백 함수

Node.js 초기에는 비동기 작업을 처리하기 위해 콜백 패턴이 주로 사용되었다.

fs.readFile('file.txt', (err, data) => {
  if (err) {
    console.error('에러 발생:', err);
    return;
  }
  console.log('파일 내용:', data);
});

콜백 패턴은 간단하지만 중첩된 비동기 작업을 다룰 때 "콜백 지옥"이라 불리는 가독성 문제가 발생한다.

Promise 객체

Promise는 비동기 작업의 최종 완료(또는 실패)와 그 결과값을 나타내는 객체다. Promise는 세 가지 상태를 가진다: 대기(pending), 이행(fulfilled), 거부(rejected).

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  // 비동기 작업 수행
  if (/* 작업 성공 */) {
    resolve('성공 결과');
  } else {
    reject(new Error('실패 이유'));
  }
});

Promise 생성자는 실행 함수를 인자로 받으며, 이 함수는 resolve와 reject 두 콜백을 매개변수로 갖는다. 비동기 작업이 성공하면 resolve를 호출하고, 실패하면 reject를 호출한다.

.then()과 Promise 체이닝

Promise 객체의 .then() 메서드는 Promise가 이행되었을 때 실행될 콜백 함수를 등록한다. .then()의 반환값도 Promise이므로, 여러 .then()을 연결해 Promise 체이닝을 구현할 수 있다.

fetchData()
  .then(data => processData(data))
  .then(processedData => saveData(processedData))
  .then(savedResult => console.log('저장 완료:', savedResult))
  .catch(error => console.error('에러 발생:', error));

Promise 체이닝은 비동기 작업을 순차적으로 처리할 수 있게 해주며, 코드의 가독성을 크게 향상시킨다. 또한 .catch()를 사용해 체인 어디에서든 발생한 에러를 한 곳에서 처리할 수 있다.

async/await

ES2017에서 도입된 async/await 문법은 Promise를 기반으로 하지만, 비동기 코드를 동기 코드처럼 작성할 수 있게 해준다.

async function processOperation() {
  try {
    const data = await fetchData();
    const processedData = await processData(data);
    const savedResult = await saveData(processedData);
    console.log('저장 완료:', savedResult);
  } catch (error) {
    console.error('에러 발생:', error);
  }
}

async 키워드는 함수가 Promise를 반환하도록 만들고, await 키워드는 Promise가 이행될 때까지 함수 실행을 일시 중지한다. 이를 통해 비동기 코드를 마치 동기 코드처럼 직관적으로 작성할 수 있다.

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👉비동기 처리 방법 비교

콜백 함수

• 장점:
  • 간단하고 직관적인 개념
  • 모든 JavaScript 환경에서 지원
• 단점:
  • 콜백 지옥으로 인한 가독성 저하
  • 에러 처리가 복잡함
  • 비동기 작업 순서 제어가 어려움

Promise

• 장점:
  • 체이닝을 통한 가독성 향상
  • 통합된 에러 처리 방식 제공
  • 비동기 작업의 상태 표현 가능
• 단점:
  • 콜백보다 복잡한 개념
  • 여전히 .then() 체인이 길어질 수 있음
  • 브라우저 호환성 고려 필요

async/await

• 장점:
  • 동기 코드와 유사한 직관적인 구문
  • 코드 가독성 극대화
  • try/catch를 통한 간결한 에러 처리
• 단점:
  • 최신 JavaScript 문법으로 호환성 고려 필요
  • 병렬 처리를 위해선 추가 작업 필요
  • async 함수는 항상 Promise를 반환하므로 이해 필요

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Node.js의 비동기 프로그래밍은 콜백에서 Promise, 그리고 async/await로 발전해왔다. 각 방식은 고유한 특성과 장단점을 가지고 있으며, 개발 상황과 요구사항에 따라 적절한 방식을 선택해야 한다. 현대 Node.js 개발에서는 가독성과 유지보수성이 뛰어난 async/await를 주로 사용하지만, Promise와 콜백의 동작 원리를 이해하는 것도 중요하다. 궁극적으로 비동기 프로그래밍의 핵심 개념을 이해하고 다양한 패턴을 활용할 수 있다면 더 효율적이고 견고한 Node.js 애플리케이션을 개발할 수 있다.