[weekly] [nb] 프로세스와 스레드

프로세스와 스레드에 대해 설명해 주세요.

프로세스 vs 스레드

프로세스(process)

• 프로그램이 실행될 때 운영체제가 생성하는 독립된 실행 환경.
• 각 프로세스는 자기만의 메모리 공간을 가짐.
• node.js에서는 node app.js 실행 시 하나의 프로세스가 만들어짐.

스레드(thread)

• 프로세스 내에서 실행되는 작업 단위.
• 같은 프로세스 내 여러 스레드는 메모리를 공유하며 동시에 실행 가능.
• node.js는 단일 스레드 모델이지만, 내부적으로는 I/O 작업을 위해 libuv 스레드 풀을 사용함.

node.js 기준

node.js 예제

프로세스

node.js 에서는 내장 process 객체로 프로세스의 정보를 확인할 수 있다.

const toMB = (bytes = 0) => (bytes / 1024 / 1024).toFixed(2) + 'MB';

console.log(`id: ${process.pid}`);
console.log(`resident set size: ${toMB(process.memoryUsage().rss)}`);
console.log(`heap total: ${toMB(process.memoryUsage().heapTotal)}`);
console.log(`heap used: ${toMB(process.memoryUsage().heapUsed)}`);
console.log(`uptime: ${process.uptime()}`);

id: 40326
resident set size: 38.42MB
heap total: 5.33MB
heap used: 4.41MB
uptime: 0.018853

실제로 테스트해보면 내가 작성한 서버의 설계와 동작 타이밍에 따라서 heap 사용량은 들쭉날쭉 변한다.

관련해서는 node.js 공식 문서 를 참고하면 된다.

힙(heap)

javascript에서 **heap(힙)**은 객체(Object), 배열(Array), 함수(Function) 과 같은 동적 메모리 할당 대상이 저장되는 공간이다.

그래서 참조형 자료형이 heap 에 저장된다. 반대로 원시형 자료형은 stack 에 저장된다.

node.js는 V8 엔진 위에서 작동하며, 이 엔진이 heap 영역을 자체 내장된 **GC(Garbage Collector)**를 통해 관리한다.

const stack = 10;
const heap = { data: 'hello,world.' };

메인 스레드(main thread)

node.js 는 I/O 에 대해서만 논블로킹

cpu 연산 은 여전히 블로킹으로 동작한다.

let total = 0;
for (let i = 0; i < 1e9; i++) {
  total += i;
  console.log('cpu 연산 중...');
}
console.log('cpu 연산 완료');

...
cpu 연산 중...
cpu 연산 완료

이벤트 루프(콜백 큐 → 실행)

카페에서 바리스타가 주문 종이에 온 것을 순차적으로 처리하는 것과 비슷하다.

스레드 풀(thread pool)

import fs from 'fs';

fs.readFile('', 'utf8', (err, data) => {
  console.log('다른 thread');
});
console.log('메인 thread');

메인 thread
다른 thread