Golang은 뛰어난 동시성 지원이 장점이라고들 한다.

일반적으로 쓰레드를 활용하여 동시성 프로그래밍을 하지만, Golang은 고루틴 goroutine으로 가능하다.

고루틴 Goroutine

공시적인 설명으로는 경량 쓰레드이다. 실제 OS의 쓰레드를 사용하는 것이 아닌, golang의 런타임에서 관리되는 논리적 / 가상적 쓰레드이다.

사용법

go func() {

    // 대충 코드

  }()

이게 끝이다.

thread VS goroutine

1. 메모리 사용량

• goroutine: 생성시 약 2KB의 스택 메모리 혹은 힙 메모리 공간만을 사용한다.
• thread: 약 1MB 의 메모리 공간을 사용한다.
• P.S. Guard Page: 쓰레드가 사용할 메모리 공간과 각 메모리 간의 경계 역할
• 따라서 스레드 기반의 동시성 처리는 결국 메모리 부족 현상(OutOfMemory) 문제 발생할 수 있으므로, 스레드를 미리 생성해 재활용하는 형태가 될 수 있음.

2. 비용

• goroutine: 런타임에서 논리적으로(하드웨어와 상관 없이) 생성되고 소거되기 때문에 가볍다.
• thread: OS 에 스레드 생성을 요청해 사용하고 작업 완료 시 다시 OS에 반환해야 한다.
• 따라서 쓰레드 생성시마다 OS에 요청해 생성하고 다시 반환하는 방식이 더 리소스 사용량이 많다.

3. Context Switching 비용

• 하나의 스레드가 특정 작업 처리를 위해 사용(Blocking)된다면, 다른 쓰레드가 대신하여 처리하도록 스케쥴링 됨
• goroutine: 3개의 레지스터(PC(Program Counter)), SP(Stack Pointer), DX)만 save/restore 작업을 함
• thread: 스레드가 스케쥴링고 교체되는 동안 스케쥴러에서는 모든 레지스터들을 save/restore 해야함
• 일반적으로 16개의 범용 레지스터, PC, SP, Segment 레지스터, 16개의 XMM레지스터, FP coprocessor state, 16개의 AVX 레지스터, 모든 MSR들 등 save/restore 작업을 진해해야함
• 따라서 Context Switching 할 때 save/restore 해야하는 레지스터의 개수부터가 큰 차이가 남

결론

golang이 메모리 사용량과 쓰레드 생성과 작업처리에 있어서의 비용 측면에서 효율적이다.

마지막

goroutine의 동작 방식과 쓰레드 종류에 대해선 다음에 서술하고자 한다.

REFERENCE

- https://velog.io/@khsb2012/go-goroutine

_Event Loop_

이벤트 루프란 무엇일까?

Event Loop

이벤트 루프는 node.js의 기본적인 동작 방식이다.

Call Stack과 Callback Queue의 상태를 체크하여, Call Stack이 빈 상태가 되면 Callback Queue의 첫번째 콜백을 Call Stack으로 밀어넣는다. 이를 틱(Tick)이라 한다.

• Call Stack: 코드가 실행될 때 쌓이는 곳. Stack 형태로 쌓임. 함수를 실행하고 값을 **return 하면 call Stack에서 제거**된다.
• Callback Queue: 비동기적으로 실행된 콜백함수가 보관된 영역. eg. setTimeout에서 타이머 완료 후 실행되는 함수 등...

이벤트 루프는 총 6개의 단계를 가진다.

이벤트 단계

• Timer 단계
  • 이벤트 루프의 시작 단계이다.
• Pending(I/O) 콜백 단계
• Idel, Prepare 단계
• Poll 단계
• Check 단계
• Close 단계

microTaskQueue

이벤트 루프는 우선적으로 Microtask Queue를 먼저 확인한다.

MicroStack Queue에 콜백이 있다면 이를 먼저 Call Stack에 담는다.

이벤트 루프는 계속 공부를 더 해야겠다..

참고 링크

• JavaScript 비동기 핵심 Event Loop 정리 (https://medium.com/sjk5766/javascript-%EB%B9%84%EB%8F%99%EA%B8%B0-%ED%95%B5%EC%8B%AC-event-loop-%EC%A0%95%EB%A6%AC-422eb29231a8)
• Event Loop와 비동기 (https://pozafly.github.io/javascript/event-loop-and-async/)

_Node.js Logo_

Node.js가 무엇일까?

JS의 역사

자바스크립트는 브라우저에서 동적 페이지를 다루기 위해 시작된 언어였다.

그러나 브라우저에서 소스코드를 그대로 확인할 수 있었기 때문에 보안에 취약하다는 인식과 함께 프로그래밍 언어로써 인정을 받지 못하였다.

Node.JS

Node.JS는 자바스크립트 런타임이다. 즉 브라우저에서만 사용 가능했던 자바스크립트를 로컬에서 사용할 수 있게끔 해 주는 역할을 한다. 이 덕분에 자바스크립트는 프론트엔드 뿐만 아니라 백엔드에서 까지 활용할 수 있게 된 것이다. 거기에 V8엔진을 이용했기 때문에 성능 역시 인정을 받는다.

특징

싱글 스레드 방식

싱글 스레드는 작업에 사용하는 스레드를 하나 사용하는 방식이다. 그러나 엄밀히 말하면 개발자가 직접 스레드 풀을 관리하지 않고 node.js에 포함된 **libuv**가 스레드 풀을 관리하기 때문에 단일 스레드에서 동작하는 것처럼 이해하기 쉬운 코드를 작성할 수 있다.

추가로 웹 서버를 운용할 때는 프로세서(CPU)를 분산해서 관리하므로, 실질적으로는 여러 개의 코어에서 별개로 처리된다.

- P.S.

작업 요청이 동시에 발생했을 때 각 작업을 처리하기 위한 스레드를 만들고 할당하는 방식은 멀티 스레드인데, 여러 작업을 동시에 처리하기 때문에 빠르지만 자원을 관리하는 노력이 많이 들어가고 쓰레드의 개수만큼 메모리를 차지하므로 메모리 관리에 문제가 생길 수 있다.

non-blocking I/O

앞의 작업이 끝날때까지 기다리지 않고(non-blocking) 비동기로 처리한다. 즉, 입력은 하나의 스레드에서 받지만 순서대로 처리하지 않고 먼저 처리된 결과를 이벤트로 반환해줌을 의미한다.