[데브코스] Node.js 모듈과 비동기 처리 이해(모듈화, npm, 논블로킹 I/O)

오늘은 HTTP Method를 복습하고 Node.js를 좀 더 깊게 알아보았다. 이전 시간에 배운 모듈에 대해서도 좀 더 자세히 배우고, 모듈과 라이브러리, 프레임워크의 차이도 알아보았음.

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🔭HTTP method

클라이언트가 서버에 요청을 보낼 때 어떤 동작을 원하는지 나타내는 방식. 각 메서드는 고유의 목적을 가지고 있으며, REST API 설계의 기본이 된다.

주요 HTTP Method

Method	역할
생성 POST	새로운 리소스를 생성할 때 사용한다. 요청 본문에 데이터를 포함해서 전송하며, 데이터가 URL에 노출되지 않아 보안성이 높다. 또한 캐시되지 않고, 브라우저 히스토리에 남지 않는다.
조회 GET	데이터를 조회할 때 사용되는 가장 기본적인 메서드이다. URL을 통해 데이터를 전달하며, 브라우저 히스토리에 남고 캐시가 가능하다. 하지만 데이터가 URL에 노출되어 보안에 취약할 수 있다.
수정 PUT	리소스를 수정할 때 사용하는 메서드. 리소스 전체를 교체한다. 멱등성을 보장한다.
수정 PATCH	리소스를 수정할 때 사용하는 메서드. 리소스 일부만 수정한다. 멱등성을 보장한다.
삭제 DELETE	서버에서 리소스를 제거할 때 사용한다. 지정된 리소스를 완전히 삭제하는 작업을 수행한다.

 
기타 HTTP Method
강사님께서 실무에서도 많이 쓰지는 않는다고 하셨다. 하지만 일단 알아두자!

Method	역할
HEAD	GET과 동일하지만 응답 본문을 반환하지 않는다. 리소스의 메타데이터만 필요할 때 유용한 메서드이다.
OPTIONS	서버가 지원하는 HTTP 메서드를 확인할 때 사용한다. CORS 프리플라이트 요청에서 중요한 역할을 한다.
CONNECT	프록시 서버를 통한 터널링 연결을 설정할 때 사용한다. HTTPS와 같은 암호화된 통신에 주로 활용된다.
TRACE	요청/응답 사이클을 추적하기 위한 메서드로, 디버깅 목적으로 사용된다.

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💻Node.js

Nodejs는 백엔드서만 쓴다??

Node.js는 only 백엔드 기술이 아니다.

Node.js는 프론트엔드 개발에도 많이 사용되고 있고, Node.js 기반 프론트엔드 도구는 현대 웹 개발 워크플로우의 필수 요소이다.
 
Stack Overflow의 2024년 조사 결과, Node.js는 "Web frameworks and Technologies" 분야에서 1위를 차지했다. 이는 Node.js가 현대 웹 개발에서 얼마나 중요한 위치를 차지하고 있는지 보여준다.

다른 백엔드 프레임워크와의 비교

👉 Spring은 엔터프라이즈급 애플리케이션 개발에 최적화된 프레임워크로, 강력한 보안 기능과 안정성을 제공한다. 대규모 기업 환경에서 널리 사용되며, 다양한 모듈과 생태계를 갖추고 있다. 다만 Node.js에 비해 상대적으로 무겁고, 설정이 복잡할 수 있다.

👉 Python 백엔드(Django, Flask)는 간결한 문법과 풍부한 라이브러리로 빠른 개발이 가능하다. 특히 데이터 사이언스, 머신러닝 분야와의 통합이 용이하다. 하지만 동시성 처리에서는 Node.js에 비해 제한적일 수 있다.

우리나라는 자바와 스프링 프레임워크가 표준으로 사용되어 왔지만, 글로벌 관점에서는 Node.js와 Spring이 비슷한 수준의 인기를 누리고 있다..라고 하기엔 차이가 너무 극심한 것 같기도 하고🙄아무튼 우리나라는 스프링이 짱이긴 하다. 그래도!! Node.js는 스프링에 비해 풀스택 개발에 더 유용하며, 프론트엔드 접근도 더 쉽다는 장점이 있다.
 
아직 우리나라는 "자바 공화국"이라고 불릴 만큼 자바 기술이 강세이지만, 최근에는 Node.js 백엔드 조합도 점점 늘어나는 추세이다. 해외에서는 Netflix, Airbnb, LinkedIn, Uber, NASA 등 많은 글로벌 기업들이 이미 Node.js를 적극적으로 활용하고 있다!

그래서 Node.js가 정확히 뭘까

Node.js는 Chrome v8 자바스크립트 엔진으로 구동되는 자바스크립트 런타임 환경이다. 이는 브라우저 외부에서 자바스크립트를 실행할 수 있게 해주며, 서버 측 프로그래밍에 자바스크립트를 활용할 수 있게 한다.

Node.js의 핵심 특징

✅ 싱글 스레드
Node.js는 기본적으로 하나의 메인 스레드에서 모든 작업을 처리한다. 이는 멀티 스레드 방식에 비해 메모리 사용량이 적고, 컨텍스트 스위칭 비용이 없다는 장점이 있다. 하지만 CPU 집약적인 작업에는 제한적일 수 있고, 최신 버전의 Node.js에서는 워커 스레드를 통해 멀티 스레딩을 지원하기도 한다.
 
✅ 이벤트 기반
Node.js는 이벤트 기반 아키텍처를 채택하고 있다. 이벤트 루프를 통해 비동기 작업을 효율적으로 처리하며, 콜백함수, Promise, async/await 등을 활용해 비동기 코드를 작성할 수 있다.
 
✅ 논블로킹 I/O
Node.js의 가장 큰 특징 중 하나. 파일 읽기, 네트워크 요청 등의 I/O 작업이 진행되는 동안 다른 작업을 계속 처리할 수 있어, 효율적인 리소스 활용이 가능하다.

실습: 논블로킹 코드로 알아보기

Node.js의 논블로킹 특성을 이해하기 위해 간단한 예제를 살펴보자.

function first() {
  console.log("첫번째");
}

function second() {
  console.log("두번째");
}

function third() {
  console.log("세번째");
}

first();
second();
third();

위 코드는 순차적으로 실행되어, "첫번째", "두번째", "세번째" 순서로 출력된다. 하지만 setTimeout을 사용하면 어떻게 될까?

function first() {
  console.log("첫번째");
}

function second() {
  console.log("두번째");
}

function third() {
  console.log("세번째");
}

first();
setTimeout(second, 2000);
third();

이 예제에서는 setTimeout을 사용하여 second 함수의 실행을 2초 지연시켰다. Node.js의 논블로킹 특성으로 인해, 실행 흐름이 second 함수의 실행을 기다리지 않고 계속 진행되어 third 함수가 가장 먼저 실행된다. 이러한 비동기 처리 방식은 Node.js의 핵심이며, 높은 처리량과 효율적인 리소스 활용을 가능하게 한다.!

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🧩모듈:코드의 재사용과 구조화

모듈이란?

재사용한 코드 조각으로, 기능별로 코드를 분리하여 관리하기 쉽게 한다.

Node.js에서는 모듈을 통해 코드를 구조화하고, 필요한 기능만 가져와 사용할 수 있다.
 
내장 모듈
Node.js에서는 기본적으로 다양한 내장 모듈을 제공한다. 이들은 별도의 설치 없이 바로 사용할 수 있다.

http	웹 서버 및 클라이언트 생성	createServer, request
fs	파일 시스템 작업	readFile, writeFile, mkdir
path	파일 경로 처리	join, resolve, parse
events	이벤트 처리	EventEmitter
crypto	암호화 기능	hash, cipher, decipher
url	URL 파싱 및 처리	parse, format
os	운영체제 정보 접근	platform, cpus, totalmem
util	유틸리티 함수	promisify, inspect

 
외부 모듈
Node.js에서는 npm을 통해 외부 모듈을 설치하고 사용할 수 있다. 외부 모듈은 다른 개발자들이 만들어 공유한 코드 패키지로, 이를 활용하면 개발 속도와 효율성을 크게 높일 수 있다.
 
외부 모듈을 사용하려면 먼저 npm을 통해 설치를 해야 한다.

npm install 모듈명
npm i 모듈명

모듈과 라이브러리와 프레임워크의 차이점 이해하기

모듈

작은 코드 단위. 일반적으로 단일 파일 또는 긴밀하게 연관된 소수의 파일

라이브러리

개발자가 필요한 기능만 선택적으로 가져와 학습할 수 있는 코드 모음. 관련 기능을 수행하는 모듈들의 집합

라이브러리를 사용하면 특정 기능을 직접 구현하지 않고도 필요한 기능을 쉽게 추가할 수 있다.
 
✅ 장점:

• 필요한 기능만 선택적으로 사용할 수 있어서 유연하다.
• 개발자가 코드의 흐름을 제어할 수 있다.
• 특정 문제를 해결하는데 최적화된 도구를 선택할 수 있다.

❌ 단점:

• 필요한 라이브러리를 찾고 선택하는 데 시간이 소요될 수 있다.
• 여러 라이브러리를 조합해 사용할 때 호환성 문제가 발생할 수 있다.
• 각 라이브러리마다 학습 곡선이 존재한다.

💡예시:

• JQuery, React, Axios, Lodash 등

프레임워크

애플리케이션 개발의 기본 구조를 제공하는 틀

개발자는 틀 안에서 코드를 작성하며, 프레임워크가 정한 규칙과 패턴을 따라야 한다. 프레임워크는 "만들고 싶은 서비스를 구현하는데 필요한 모든 도구를 제공하는 틀"이라고 볼 수 있다.
 
✅ 장점:

• 일관된 코드 구조와 패턴 유지
• 기본적인 기능들이 이미 구현되어 있어 개발 속도가 빠르다.
• 대규모 애플리케이션 개발에 적합하다.

❌ 단점:

• 프레임워크의 규칙을 따라야 하므로 자유도가 제한될 수 있다.
• 학습 곡선이 가파를 수 있다.
• 불필요한 기능까지 포함될 수 있어, 애플리케이션이 무거워질 수 있다.

💡예시:

• Angular, Vue.js, Express, Django, Spring 등

⭐ Node.js는 프레임워크가 아니라 런타임 환경이다.

 

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🟥NPM

npm(Node Package Manager)은 Node.js의 기본 패키지 관리자로, 외부 모듈을 쉽게 설치하고 관리할 수 있게 해준다. npm 덕분에 자바스크립트 생태계는 크게 성장할 수 있었고, 개발자들은 수많은 오픈 소스 패키지를 공유하고 활용할 수 있게 되었다.

https://www.npmjs.com/

loading-card

 

Package.json

npm을 사용할 때 핵심이 되는 파일은 package.json이다. 이 파일에는 프로젝트의 메타데이터와 함께 의존성(dependency)정보가 포함되어 있다. pacakage.json 덕분에 다른 개발자들도 같은 환경에서 프로젝트를 쉽게 설정할 수 있다.

npm 사용 예시:

figlet이라는 아스키 아트 라이브러리를 설치하고 사용해보았다.

npm i figlet

설치가 완료되면, node_modules 폴더가 생성되고, package.json에 figlet이 의존성으로 추가된다. 이제 figlet을 활용하여 아스키 아트를 생성할 수 있다.

var figlet = require("figlet");

figlet("MONICX", function (err, data) {
  if (err) {
    console.log("Something went wrong...");
    console.dir(err);
    return;
  }
  console.log(data);
});

npm 패키지 삭제하기

npm uninstall 패키지명

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↩️콜백 함수와 스코프

콜백 함수

다른 함수의 매개변수로 전달되어, 특정 시점에 호출되는 함수. Node.js의 비동기 처리에서 콜백 패턴은 매우 중요한 역할을 한다.

다음은 Node.js로 간단한 서버를 만드는 예제이다.

let http = require('http');

function onRequest(request, response) {
    console.log("Request received.");
    response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
    response.write(data);
    response.end();
}

http.createServer(onRequest).listen(8888);

• onRequest 함수는 http.createServer()의 콜백 함수로 전달된다. 서버에 요청이 들어오면 Node.js는 이 콜백 함수를 호출하여 요청을 처리한다.

스코프

변수가 접근 가능한 범위를 결정

var, let, const는 각각 다른 스코프 규칙을 가진다.

if(true){
    var num1 = 7;
    const num2 = 3;
    let num3 = 5;
}

console.log(num1);
console.log(num2); //const는 블록 스코프여서 {} 밖에서 사용 불가
console.log(num3); //let도 블록 스코프

• var은 함수 스코프를 가지므로 if 블록 밖에서도 접근 가능하다.
• const와 let은 블록 스코프를 가지므로 선언된 블록({}내부) 밖에서는 접근할 수 없다.

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Node.js의 논블로킹 I/O 특성과 콜백 함수를 실습 코드를 통해 더 쉽게 이해할 수 있었던 것 같다. 우리나라는 스프링이 그냥 완전 GOAT 짱짱 백엔드 프렘워크인데, Stack Overlow survey에서는 Node.js가 비교도 안될 정도로 높아서 놀라웠다...우리나라도 Node.js가 먹어치워주면 좋겠구만