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[javaScript] 호출스택, 매크로큐, 마이크로큐, 이벤트

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by esoesmio 2024. 5. 14. 16:06

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let a = 2;


const p = new Promise(  (resolve, reject)=>{
    console.log('제일먼저');

    setTimeout(()=>{
        a=5;
        console.log(a);
        resolve(a)

    },0)


})
console.log('딴짓');
p.then((result)=>{
    console.log('result',result);
})
console.log("haha");

제일먼저
딴짓
haha
5
result 5

 

 

결과가 왜이럴까?

 

호출될꺼 다 호출 된 다음에 매크로, 마이크로큐에 있는 것들이 이벤트 루프에 의해 호출스택으로 옮겨져서 실행된다.

원래 마이크로 태스크 큐에 있는게 매크로 큐보다 먼저지만  settiemout이 먼저 등록됐으니까 먼저 실행된다.

 

 

맞습니다, 그렇게 이해하시면 됩니다. 간단히 요약하면, JavaScript의 이벤트 루프와 태스크 큐 처리 메커니즘에 따라 `setTimeout`과 프로미스의 `.then()` 콜백의 실행 순서가 결정됩니다. 여기서 중요한 포인트는 다음과 같습니다:

1. **`setTimeout` 콜백**: `setTimeout`이 설정된 콜백은 매크로 태스크로 분류되며, 이벤트 루프의 한 사이클에서 처리될 매크로 태스크 큐에 추가됩니다. 이 큐는 다른 매크로 태스크와 함께 FIFO(First In, First Out) 방식으로 처리되지만, 호출 스택이 완전히 비워진 후에만 실행됩니다.

2. **프로미스 `.then()` 콜백**: 프로미스의 `.then()`은 마이크로 태스크로 분류되어, 프로미스가 해결되면 마이크로 태스크 큐에 추가됩니다. 이 큐는 현재 실행 중인 매크로 태스크가 완료된 후, 다음 매크로 태스크가 실행되기 전에 처리됩니다.

이 경우, `setTimeout`의 콜백이 먼저 큐에 들어가 있지만, 프로미스의 `.then()` 콜백이 그 해결(`resolve()`) 후에 마이크로 태스크 큐에 추가되고, `setTimeout` 콜백이 처리된 후에 실행됩니다. 이는 `setTimeout`의 콜백(매크로 태스크)이 실행된 후에 현재 사이클에서 처리할 마이크로 태스크가 있다면 그것을 처리하게 되기 때문입니다.

이러한 순서는 JavaScript가 동시성을 관리하는 방법을 보여주며, 이벤트 기반 비동기 프로그래밍에서 중요한 기능입니다. 이런 방식으로 JavaScript는 비동기 이벤트 처리를 확실히 하며, 개발자는 이 메커니즘을 이해함으로써 더 효과적으로 비동기 코드를 작성할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

////

 

이제 제시한 JavaScript 코드의 실행 순서를 호출 스택, 이벤트 루프, 매크로 태스크 큐, 마이크로 태스크 큐의 상호 작용에 따라 자세히 설명하겠습니다. 이 예제에서는 `Promise`, `setTimeout`, 그리고 콘솔 출력이 결합되어 있습니다.

### 1. 스크립트 시작
- **코드 로딩**: 스크립트가 로드되고 실행이 시작됩니다.
- **변수 선언**: `let a = 2;`이 실행되어 `a` 변수가 메모리에 저장됩니다.

### 2. 프로미스 생성 및 실행
- **프로미스 생성**: `const p = new Promise(...)`가 실행됩니다. 프로미스의 실행 함수는 즉시 호출됩니다.
- **콘솔 출력 "제일먼저"**: `console.log('제일먼저');`가 호출 스택에 푸시되었다가 바로 실행되어 "제일먼저"를 출력하고 스택에서 팝됩니다.
- **`setTimeout` 설정**: `setTimeout(..., 0);`이 호출됩니다. 이 `setTimeout`은 0밀리초의 지연을 가지고 있지만, 실제로는 현재 실행 중인 모든 코드가 완료된 후에 실행 큐에서 실행될 예정입니다. 콜백 함수는 매크로 태스크 큐에 추가됩니다.

### 3. 동기적 실행 계속
- **콘솔 출력 "딴짓"**: `console.log('딴짓');`이 호출 스택에 푸시되었다가 실행되어 "딴짓"을 출력하고 스택에서 팝됩니다.

### 4. 이벤트 루프 및 큐 처리
- **호출 스택 비움**: 현재 실행중인 스크립트의 모든 동기적 코드가 완료되고, 호출 스택이 비어있습니다.
- **마이크로 태스크 큐 처리**: 프로미스 관련 콜백은 아직 없습니다 (resolve는 호출되지 않았기 때문).
- **매크로 태스크 큐 처리**: `setTimeout`의 콜백이 호출 스택에 푸시됩니다.
  - **변수 `a` 업데이트**: `a = 5;` 실행.
  - **콘솔 출력 "5"**: `console.log(a);` 실행.
  - **프로미스 해결**: `resolve(a);`가 호출되어 프로미스 `p`가 해결됩니다. 이로 인해 `.then()`에 등록된 콜백이 마이크로 태스크 큐에 추가됩니다.

### 5. 마이크로 태스크 큐 다시 처리
- **`.then()` 콜백 실행**: `p.then(...)`의 콜백이 호출 스택에 푸시되어 실행됩니다.
  - **콘솔 출력 "result 5"**: `console.log('result', result);` 실행.

### 6. 순환 완료
- 모든 큐가 처리되고, 스크립트 실행이 완료됩니다.

이 과정을 통해 비동기 함수 (`setTimeout`), 프로미스, 이벤트 루프의 작동 방식이 어떻게 동기적 코드 실행과 어우러지는지를 볼 수 있습니다. 비동기 작업은 해당 작업을 요청한 동기적 코드의 완료 후에 처리되며, 프로미스의 처리 결과는 마이크로 태스크 큐를 통해 가능한 빨리, 하지만 현재 실행 중인 매크로 태스크가 완료된 후에 실행됩니다.

 

 

 

 

 

JavaScript의 이벤트 루프와 실행 메커니즘을 이해하려면, 호출 스택, 이벤트 루프, 태스크 큐(매크로 태스크 큐), 마이크로 태스크 큐의 개념을 구분할 필요가 있습니다. 여기서 각 부분의 역할과 비동기 코드 실행의 순서를 자세히 살펴보겠습니다.

### 1. 호출 스택 (Call Stack)
호출 스택은 함수의 호출을 기록하는 자료구조로, JavaScript가 현재 실행 중인 함수의 기록을 유지합니다. 함수가 호출되면 스택의 맨 위에 추가되고, 함수 실행이 완료되면 스택에서 제거됩니다.

### 2. 힙 (Heap)
동적으로 생성된 데이터(객체, 배열 등)가 저장되는 메모리 영역입니다.

### 3. 이벤트 루프 (Event Loop)
이벤트 루프는 프로그램의 흐름을 제어하고, 호출 스택이 비었을 때 태스크 큐에서 대기 중인 태스크를 호출 스택으로 옮겨 실행하는 역할을 합니다. 이벤트 루프는 호출 스택이 비어있을 때만 태스크 큐의 태스크를 처리할 수 있습니다.

### 4. 태스크 큐 (Task Queue)
외부 비동기 처리(API 호출, 이벤트 핸들러, setTimeout 등)의 결과를 처리하기 위해 콜백 함수들이 대기하는 곳입니다. 이 큐는 FIFO(First In, First Out) 방식으로 관리됩니다.

### 5. 마이크로 태스크 큐 (Microtask Queue)
Promise와 같은 비동기 작업의 콜백들이 대기하는 특별한 큐입니다. 마이크로 태스크 큐는 태스크 큐보다 우선적으로 처리됩니다.

### 실행 순서 예시:
1. **스크립트 시작**: 스크립트가 로드되고 최상위 코드가 실행을 시작합니다. 호출 스택에는 이 코드의 실행 컨텍스트가 푸시됩니다.

2. **비동기 함수 설정**: `setTimeout` 같은 비동기 함수가 호출되고, 그 결과(콜백 함수)는 태스크 큐에 추가됩니다.

3. **코드 계속 실행**: `setTimeout` 다음에 있는 동기 코드(`console.log('딴짓');`)가 계속해서 실행됩니다. 이 코드도 호출 스택에서 실행되고 완료되면 스택에서 제거됩니다.

4. **스크립트 완료**: 최상위 코드의 실행이 끝나면, 호출 스택이 비워집니다.

5. **마이크로 태스크 처리**: 호출 스택이 비면, 이벤트 루프는 마이크로 태스크 큐를 확인하고, 여기에 대기 중인 모든 작업(예: Promise 콜백)을 처리합니다.

6. **매크로 태스크 처리**: 모든 마이크로 태스크가 처리된 후, 이벤트 루프는 태스크 큐에서 다음 태스크(예: `setTimeout` 콜백)를 호출 스택으로 이동시키고 실행합니다.

7. **순환**: 위의 과정이 반복되면서, 이벤트 루프는 계속해서 태스크 큐와 마이크로 태스크 큐를 순차적으로 처리합니다.

이렇게 이벤트 루프와 관련된 스택과 큐의 상호 작용을 통해 JavaScript는 단일 스레드임에도 불구하고 비동기 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이

 메커니즘 덕분에 JavaScript는 비동기 API, 이벤트, 타이머 등을 통합하여 강력한 동시성을 제공할 수 있습니다.

 

 

 

//

 

 

코드 실행의 순서를 화살표로 나타내 보겠습니다. 이는 JavaScript 이벤트 루프와 관련된 매크로 태스크와 마이크로 태스크의 실행 순서를 명확하게 보여줄 것입니다.

```

1. 스크립트 시작 (메인 코드 실행)
   ↓
2. "제일먼저" 출력 (동기적 코드)
   ↓
3. setTimeout() 등록 (매크로 태스크)
   ↓
4. "딴짓" 출력 (동기적 코드)
   ↓
5. 메인 스크립트 완료, 호출 스택 비움
   ↓
6. 이벤트 루프 (매크로 태스크 큐 체크)
   ↓
7. setTimeout 콜백 실행:
   - "5" 출력
   - resolve(a) 호출, 프로미스 p 해결
   ↓
8. 마이크로 태스크 큐 처리:
   - 프로미스 p.then() 실행 → "result 5" 출력
   ↓
9. 다음 매크로 태스크 실행 (있다면) 또는 종료


```

위의 순서도에서 볼 수 있듯, `setTimeout`의 콜백은 매크로 태스크 큐에 있으므로, 현재 실행 중인 스크립트(메인 코드)가 완료된 후에 처리됩니다. 이 콜백의 처리가 완료된 후, 콜백 내에서 발생한 프로미스의 해결로 인해 추가된 `.then()` 콜백이 마이크로 태스크 큐에서 실행됩니다. 이 모든 과정은 호출 스택이 비워진 상태에서 순차적으로 처리됩니다.

이런 식으로 JavaScript는 비동기 이벤트와 태스크를 효과적으로 관리하며, 코드의 실행 순서를 제어합니다. 이는 싱글 스레드 환경에서 비동기 작업을 적절히 처리하기 위해 설계된 매우 중요한 메커니즘입니다.

 

 

 

p.then이 호출스택에 딴짓 후에 안들어가고 마이크로 태스크 큐에 들어가는 이유는 프로미스 이기 때문이야?

 

 

 

네, 정확합니다. `p.then()`이 호출 스택에 바로 들어가지 않고 마이크로 태스크 큐에 들어가는 이유는 JavaScript에서 프로미스와 관련된 콜백들이 마이크로 태스크로 분류되기 때문입니다. 이러한 설계는 프로미스가 비동기 작업을 처리하는 방식과 밀접하게 연관되어 있습니다.

### 프로미스와 마이크로 태스크
프로미스는 JavaScript의 비동기 프로그래밍 모델을 개선하기 위해 도입된 객체입니다. 프로미스를 사용하면 비동기 작업의 완료와 그 결과를 표현하고 관리할 수 있습니다. 프로미스의 상태가 결정되면 (즉, 프로미스가 해결(resolve)되거나 거부(reject)될 때), 해당 상태에 따른 콜백 함수들이 실행됩니다. 이러한 콜백 함수들은 다음과 같은 이유로 마이크로 태스크 큐에 추가됩니다:

1. **비동기 작업의 완료를 반영**하기 위해 프로미스의 `.then()`, `.catch()`, `.finally()` 등의 메서드에 제공된 콜백은 프로미스의 실행 결과(해결 또는 거부)가 정해진 후에 실행되어야 합니다.

2. **반응성 향상**: 마이크로 태스크 큐는 현재 매크로 태스크가 완료된 직후에 처리되므로, 이벤트 루프가 가능한 빠르게 프로미스의 결과를 반영할 수 있습니다. 이렇게 함으로써, JavaScript는 높은 반응성을 유지하며 사용자와의 상호작용이나 다른 계산 작업에 빠르게 응답할 수 있습니다.

3. **실행 순서의 일관성 보장**: 모든 프로미스 관련 콜백이 마이크로 태스크로 처리되므로, 여러 프로미스가 연결되어 있을 경우 각 콜백의 실행 순서가 보다 예측 가능하고 일관되게 유지됩니다.

따라서 `p.then()`과 같은 프로미스의 콜백은 마이크로 태스크 큐에 추가되어, 현재 실행 중인 코드 블록이나 매크로 태스크가 모두 완료된 후, 다음 매크로 태스크 실행 전에 처리됩니다. 이는 프로미스를 사용할 때 비동기 작업과 그 결과를 효율적으로 관리할 수 있게 해줍니다.

 

 

 

 

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