docs: 42장 정리

docs/42_비동기 프로그래밍/나세현.md

@@ -0,0 +1,118 @@
+## 42장 비동기 프로그래밍
+
+### 📍 42.1: 동기 처리와 비동기 처리
+
+다음 예제의 `foo` 함수와 `bar` 함수는 호출된 순서대로 실행 컨텍스트 스택에 푸시되어 실행된다.
+
+```javascript
+const foo = () => {};
+const bar = () => {};
+
+foo();
+bar();
+```
+
+함수의 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리하며, **자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다**.  
+이는 함수를 실행할 수 있는 창구가 단 하나이며, 동시에 2개 이상의 함수를 실행할 수 없다는 것을 의미한다.  
+대기 중인 태스크들은 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 팝되어 스택에서 제거되면 비로소 실행되기 시작한다.  
+이처럼 자바스크립트 엔진은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있는 **싱글 스레드** 방식으로 동작한다.  
+싱글 스레드 방식은 한 번에 하나의 태스크만 실행할 수 있기 때문에 처리가 오래 걸리는 태스크를 실행하는 경우 블로킹이 발생한다.
+
+```javascript
+function sleep(func, delay) {
+  const delayUntil = Date.now() + delay;
+
+  while (Date.now() < delayUntil);
+
+  func();
+}
+
+function foo() {
+  console.log('foo');
+}
+
+function bar() {
+  console.log('bar');
+}
+
+sleep(foo, 3 * 1000);
+bar();
+```
+
+위 예제의 `sleep` 함수는 3초 후에 `foo` 함수를 호출하며, 이때 `bar` 함수는 `sleep` 함수의 실행이 종료된 후에 호출되므로 3초 이상 호출되지 못하고 블로킹된다.  
+이처럼 현재 실행 중인 태스크가 종료할 때까지 다음 태스크가 대기하는 방식을 **동기 처리**라고 한다.
+
+```javascript
+function foo() {
+  console.log('foo');
+}
+
+function bar() {
+  console.log('bar');
+}
+
+setTimeout(foo, 3 * 1000);
+bar();
+```
+
+위 예제의 `setTimeout` 함수는 앞서 살펴본 `sleep` 함수와 유사하게 일정 시간이 경과한 후에 콜백 함수를 호출하지만, `setTimeout` 이후의 태스크를 블로킹하지 않고 곧바로 실행한다.  
+이처럼 현재 실행 중인 태스크가 종료되지 않은 상태여도 다음 태스크를 바로 실행하는 방식을 **비동기 처리**라고 한다.
+
+**동기 처리**
+
+- 장점: 태스크를 순서대로 하나씩 처리하므로 실행 순서가 보장됨
+- 단점: 앞선 태스크가 종료할 때까지 이후 태스크들이 블로킹됨
+
+**비동기 처리**
+
+- 장점: 블로킹이 발생하지 않음
+- 단점: 태스크의 실행 순서가 보장되지 않음
+
+타이머 함수인 `setTimeout`과 `setInterval`, HTTP 요청, 이벤트 핸들러는 비동기 처리 방식으로 동작한다.
+
+### 📍 42.2: 이벤트 루프와 태스크 큐
+
+자바스크립트의 특징 중 하나는 싱글 스레드로 동작한다는 것이지만, 브라우저가 동작하는 것을 살펴보면 많은 태스크가 동시에 처리되는 것처럼 느껴진다.  
+예를 들어, HTML 요소가 애니메이션 효과를 통해 움직이면서 이벤트를 처리하기도 하고, HTTP 요청을 통해 서버로부터 데이터를 가지고 오면서 렌더링하기도 한다.  
+이처럼 자바스크립트의 동시성을 지원하는 것이 바로 **이벤트 루프**이며, 이는 브라우저에 내장되어 있는 기능 중 하나다.
+
+대부분의 자바스크립트 엔진은 크게 2개의 영역으로 구분할 수 있다.
+
+- **콜 스택**: 소스코드 평가 과정에서 생성된 실행 컨텍스트가 추가되고 제거되는 스택 자료구조인 실행 컨텍스트 스택이 바로 콜 스택이다.
+- **힙**: 객체가 저장되는 메모리 공간이다. 콜 스택의 요소인 실행 컨텍스트는 힙에 저장된 객체를 참조한다. 객체가 저장되는 메모리 공간인 힙은 구조화되어 있지 않다는 특징이 있다.
+
+이처럼 콜 스택과 힙으로 구성되어 있는 자바스크립트 엔진은 단순히 태스크가 요청되면 콜 스택을 통해 요청된 작업을 순차적으로 실행할 뿐이다.  
+**비동기 처리에서 소스코드의 평가와 실행을 제외한 모든 처리는 자바스크립트 엔진을 구동하는 환경인 브라우저 또는 Node.js가 담당한다.**  
+예를 들어, 비동기 방식으로 동작하는 `setTimeout`의 콜백 함수의 평가와 실행은 자바스크립트 엔진이 담당하지만, 호출 스케줄링을 위한 타이머 설정과 콜백 함수의 등록은 브라우저 또는 Node.js가 담당한다.  
+이를 위해 브라우저 환경은 **태스크 큐**와 **이벤트 루프**를 제공한다.
+
+- **태스크 큐**: `setTimeout`, `setInterval`과 같은 비동기 함수의 콜백 함수 또는 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관되는 영역이다. 태스크 큐와는 별도로 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관되는 마이크로태스크 큐도 존재한다.
+- **이벤트 루프**: 콜 스택에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 있는지, 그리고 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 순차적으로(FIFO) 태스크 큐에 대기 중인 함수를 콜 스택으로 이동시킨다. 이때 콜 스택으로 이동한 함수는 실행된다. 즉, 태스크 큐에 일시 보관된 함수들은 비동기 처리 방식으로 동작한다.
+
+```javascript
+function foo() {
+  console.log('foo');
+}
+
+function bar() {
+  console.log('bar');
+}
+
+setTimeout(foo, 0);
+bar();
+```
+
+1. 전역 코드가 평가되어 전역 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시됨
+2. 전역 코드가 실행되기 시작해 `setTimeout` 함수가 호출됨. 이때 `setTimeout` 함수의 함수 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시되어 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 됨. 브라우저의 Web API인 타이머 함수도 함수이므로 함수 실행 컨텍스트를 생성함
+3. `setTimeout` 함수가 실행되면 콜백 함수를 호출 스케줄링하고 종료되어 콜 스택에서 팝됨. 이때 호출 스케줄링, 즉 타이머 설정과 타이머가 만료되면 콜백 함수를 태스크 큐에 푸시하는 것은 **브라우저의 역할**
+4. 브라우저가 수행하는 4-1과 자바스크립트 엔진이 수행하는 4-2는 병행 처리됨
+   1. 브라우저는 타이머를 설정하고 타이머의 만료를 기다림. 이후 타이머가 만료되면 콜백 함수 `foo`가 태스크 큐에 푸시됨. 위 예제의 경우 지연 시간이 0이지만 최소 지연 시간 4ms가 지정되므로 4ms 후에 콜백 함수 `foo`가 태스크 큐에 푸시되어 대기하게 됨.
+   2. `bar` 함수가 호출되어 `bar` 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시되어 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 됨. 이후 `bar` 함수가 종료되어 콜 스택에서 팝됨. 이때 브라우저가 타이머를 설정한 후 4ms가 경과했다면 `foo` 함수는 아직 태스크에서 대기 중
+5. 전역 코드 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트가 콜 스택에서 팝됨
+6. 이벤트 루프에 의해 콜 스택이 비어 있음이 감지되고 태스크 큐에서 대기 중인 콜백 함수 `foo`가 이벤트 루프에 의해 콜 스택에 푸시됨. 이후 `foo` 함수가 종료되어 콜 스택에서 팝됨
+
+이처럼 비동기 함수인 `setTimeout`의 콜백 함수는 태스크 큐에 푸시되어 대기하다가 콜 스택이 비게 되면, 다시 말해 전역 코드 및 명시적으로 호출된 함수가 모두 종료하면 비로소 콜 스택에 푸시되어 실행된다.  
+자바스크립트는 싱글 스레드 방식으로 동작하며, 이때 싱글 스레드 방식으로 동작하는 것은 브라우저가 아니라 **브라우저에 내장된 자바스크립트 엔진**이라는 것에 주의해야 한다.  
+즉, **자바스크립트 엔진은 싱글 스레드로 동작하지만 브라우저는 멀티 스레드로 동작**한다.  
+Web API는 ECMAScript 사양에 정의된 함수가 아니라 브라우저에서 제공하는 API이며, DOM API와 타이머 함수, HTTP 요청(Ajax)과 같은 비동기 처리를 포함한다.  
+이처럼 브라우저와 자바스크립트 엔진이 협력해 비동기 작업을 실행한다.