Nods.js

Node.js는 서버 측 애플리케이션 개발을 위해 설계된 JavaScript 런타임 환경입니다. 이를 통해 JavaScript를 클라이언트뿐만 아니라 서버에서도 사용할 수 있습니다. Node.js는 Google의 V8 JavaScript 엔진 위에서 동작하며, 빠르고 효율적인 비동기 프로그래밍을 지원합니다.

 

1. 비동기 I/O와 이벤트 기반 아키텍처

• 비동기 I/O(Asynchronous I/O)
  • 파일 읽기/쓰기, 데이터베이스 쿼리, 네트워크 요청 등의 작업을 비동기로 처리하여, 실행이 블로킹되지 않습니다.
  • 콜백 함수나 Promise와 async/await를 사용해 비동기 작업을 제어합니다. (비동기가 기본, 동기화가 필요한 경우 사용하는 방법입니다)
• 이벤트 기반(Event-Driven)
  • 모든 요청은 이벤트 루프(Event Loop)를 통해 처리됩니다.
  • 이벤트 기반 설계로 고성능을 유지하면서도 확장 가능.

2. 단일 스레드 환경

• Single-Threaded
  • Node.js는 단일 스레드에서 실행되지만, 내부적으로 이벤트 루프와 libuv 라이브러리를 활용해 멀티스레드 작업(파일 시스템, 네트워크 요청 등)을 처리합니다.
• 장점
  • 컨텍스트 전환이 적어 성능이 높음. (스레드 전환이 필요없음. 모든 작업이 하나의 스레드에서 처리됨)
  • 동시에 많은 요청을 효율적으로 처리 가능.
• 단점
  • CPU 집약적인 작업(복잡한 계산 등)에는 적합하지 않음.
  • 이런 작업은 워커 스레드(Worker Threads)나 클러스터링(Clustering)으로 해결.

---

3. V8 엔진 기반

• Google의 V8 JavaScript 엔진을 기반으로 작동합니다.
  • JavaScript를 고속으로 실행하며, C++로 작성되어 빠른 성능을 제공합니다.
  • Just-In-Time (JIT) 컴파일러를 사용해 JavaScript 코드를 네이티브 머신 코드로 변환.

 

4. 크로스 플랫폼

• 다양한 운영 체제(Windows, macOS, Linux)에서 실행 가능.
• JavaScript를 사용하는 클라이언트와 서버 간에 코드 공유 가능.

 

5. 풍부한 모듈과 NPM 생태계

• Node Package Manager (NPM)
  • 세계에서 가장 큰 오픈 소스 패키지 레지스트리.
  • 다양한 라이브러리와 도구를 쉽게 설치 및 관리 가능.
  • 예: Express.js (웹 프레임워크), Lodash (유틸리티 라이브러리)

 

6. 비동기 스트림 처리

• *스트림(Stream)을 활용해 데이터를 조각으로 처리. (*작은 조각(chunk)로 처리하는  Node.js의 기본 인터페이스)  
  • 파일 읽기/쓰기, HTTP 요청/응답, 네트워크 소켓 등.
• 스트림 기반 처리로 대규모 데이터를 효율적으로 처리 가능.

 

7. 확장성과 경량성

• 확장성(Scalability)
  • 비동기 I/O와 이벤트 루프 덕분에 수천 개의 동시 연결을 처리 가능.
  • 클러스터링(Clustering)을 통해 멀티코어 프로세서 활용 가능.
• 경량성(Lightweight)
  • 필요한 기능만 추가하는 모듈 기반 설계.

 

8. JSON과의 높은 호환성

• JavaScript 객체를 JSON으로 쉽게 변환 가능.
• REST API와 같은 데이터 교환 형식에 매우 적합.

 

9. 커뮤니티와 생태계

• 대규모 커뮤니티와 활발한 오픈 소스 기여.
• 최신 트렌드와 요구사항을 반영한 다양한 라이브러리 제공.

 

10. 주요 사용 사례

• 실시간 애플리케이션: 채팅 애플리케이션, 실시간 알림.
• API 서버: RESTful API 및 GraphQL 서버.
• 스트리밍 애플리케이션: 음악, 동영상 스트리밍 서비스.
• 마이크로서비스: 독립적이고 경량화된 서비스 구축.
• IoT 애플리케이션: 센서 및 장치 간 실시간 통신.

 

Node.js의 장점

1. 빠른 실행 속도 (V8 엔진 기반).
2. 비동기 처리로 높은 성능.
3. NPM으로 다양한 라이브러리와 도구 사용 가능.
4. 클라이언트-서버 모두 JavaScript로 개발 가능.
5. 이벤트 기반 설계로 실시간 애플리케이션에 적합.

 

Node.js의 단점

1. CPU 집약적인 작업에서 성능 저하.
2. 단일 스레드 모델의 특성상 잘못 작성된 코드가 전체 애플리케이션에 영향을 미칠 수 있음.
3. 콜백 지옥(Callback Hell) 가능성(비동기 코드를 적절히 관리하지 않으면).
4. 안정성이 낮은 오픈 소스 패키지에 의존할 위험.