[JS] 비동기 처리 - 콜백

바닐라 자바스크립트를 이용하여 넘블챌린지를 진행하던 도중, API를 받아오고 이벤트를 처리하는 과정에서 비동기처리에 대해 이해가 부족하다는 생각이 들어 공부하게 되었다.

비동기 처리

자바스크립트에서 비동기 처리란 특정 코드의 연산이 끝날 때까지 코드의 실행을 멈추지 않고 다음 코드를 먼저 실행하는 것이다. 동시에 여러가지 작업을 처리할 수 있고, 기다리는 과정에서 다른 함수를 호출할 수 있다.
동기-비동기는 프로세스 수행 순서 보장에 대한 매커니즘이다.

동기(Synchronous) : 작업을 동시에 수행하거나, 동시에 끝나거나, 끝나는 동시에 시작

• 호출하는 함수가 호출되는 함수의 작업 완료 후 리턴을 기다리거나, 리턴 받더라도 미완료 상태라면 작업 완료 여부를 스스로 계속 확인하며 신경쓴다.

비동기(Asynchronous) : 시작/종료가 일치하지 않으며, 끝나는 동시에 시작을 하지 않음

• 테스크 2가 테스크 1을 호출할 때 콜백함수를 함께 전달해서, 테스크 1이 작업완료되면 함께 보낸 콜백함수를 실행한다.
• 테스크 1을 호출한 후로 작업 완료 여부에는 신경쓰지 않는다.

1. callback

function findUser(id) {
  const user = {
    id: id,
    name: 'User' + id,
    email: id + '@test.com',
  };
  return user;
}

const user = findUser(1);
console.log('user:', user);

// 콜백
function findUserAndCallback(id, cb) {
  const user = {
    id: id,
    name: 'user' + id,
    email: id + '@test.com',
  };
  cb(user);
}
findUserAndCallback(1, function (user) {
  console.log('user : ', user);
  // 실행결과 :  user: {id: 1, name: "user1", email: "1@test.com"}
});

• 두 코드의 차이점으로는 findUser함수는 결과값을 리턴하고 함수 외부에서 결과값을 이용하여 작업을 수행하는데, findUserAndCallback함수는 결과값을 이용하는 작업까지 함수 내부에서 수행하기 때문에 결과값을 굳이 리턴하지 않아도 된다.

1-1. 콜백함수를 통한 비동기 처리

비동기(Asynchronous)함수는 호출부에서 실행 결과를 기다리지 않아도 되는 함수이다. non-blocking 이점을 가지고 있기 때문에 자바스크립트처럼 싱글 쓰레드 환경에서 실행되는 언어에서 광범위하게 사용된다.

1-1-1. setTimeout()

setTimeout()은 자바스크립트의 대표적인 내장 비동기 함수이다. 2개의 매개변수를 받아올 수 있는데, 첫번째는 실행할 작업 내용을 담은 콜백 함수, 두번째는 이 콜백 함수를 수행하기 전에 기다리는 밀리초 단위 시간이다.

실제 프로젝트에서 DB, API를 통해 유저 데이터를 얻어오는 경우 레이턴시가 발생한다. setTimeout()을 활용하여 시뮬레이션을 해보면 다음과 같이 출력된다.

function findUser(id) {
  let user;
  setTimeout(function () {
    console.log('waited 0.1 sec.');
    user = {
      id: id,
      name: 'User' + id,
      email: (id = '@test.com'),
    };
  }, 100);
  return user;
}
const user = fundUser(1);
console.log('user : ', user);
/*
결과 
user : undefind 
waited 0.1 sec. 
*/

• setTimeout()이 비동기 함수 호출이기때문에 실행이 완료될때까지 기다리지 않고 다음 라인으로 넘어가는 것이다.
• 콜백 함수를 사용하면 이런 상황을 해결할 수 있다.

function findUserAndCallBack(id, cb) {
  setTimeout(function () {
    console.log('waited 0.1 sec');
    const user = {
      id: id,
      name: 'User' + id,
      email: id + '@test.com',
    };
    cb(user);
  }, 100);
}
findUserAndCallBack(1, function (user) {
  console.log('user:', user);
});
/*
결과
waited 0.1 sec.
user: {id: 1, name: "User1", email: "1@test.com"}
*/

• 이와 같이 비동기 함수를 호출할 때는 결과값을 리턴 받지 말고 결과값을 통해 처리할 로직을 콜백 함수로 넘기는 스타일로 코딩해야 원하는 결과를 얻을 수 있다.

1-2. Blocking / Non-blocking

프로세스의 유휴상태에 대한 개념
처리되어야 하는 작업이, 전체적인 작업 흐름을 막느냐 안막느냐에 대한 관점(제어권이 누구한테 있느냐가 관심사)

주로 IO의 읽기/쓰기에서 사용된다.

• Blocking : 자신의 작업을 진행하다가 다른 주체의 작업이 시작되면 다른 작업이 끝날 때까지 기다렸다가 자신의 작업을 시작하는 것

• Non-blocking : 다른 주체의 작업에 관련없이 자신의 작업을 하는 것

1-2-1. Synchronous/Asynchronous, blocking/non-blocking 조합

찾아보다가 다른 블로그에서 예시를 잘 들어준 것을 발견했다.

Blocking & Synchronous

나 : 대표님, 개발자 좀 더 뽑아주세요..
대표님 : 오케이, 잠깐만 거기 계세요!
나 : …?!!
대표님 : (채용 공고 등록.. 지원자 연락.. 면접 진행.. 연봉 협상..)
나 : (과정 지켜봄.. 궁금함.. 어차피 내 일 하러는 못 가고 계속 서 있음)

• 결과가 처리되어 나올때까지 기다렸다가 리턴값으로 결과를 전달한다.

Blocking & Asynchronous

나 : 대표님, 개발자 좀 더 뽑아주세요..
대표님 : 오케이, 잠깐만 거기 계세요!
나 : …?!!
대표님 : (채용 공고 등록.. 지원자 연락.. 면접 진행.. 연봉 협상..)
나 : (안 궁금함.. 지나가는 말로 여쭈었는데 붙잡혀버림.. 딴 생각.. 못 가고 계속 서 있음)

• 호출되는 함수가 바로 리턴하지 않고, 호출하는 함수는 작업 완료 여부를 신경쓰지 않는다.

Non-blocking & Synchronous

나 : 대표님, 개발자 좀 더 뽑아주세요..
대표님 : 알겠습니다. 가서 볼 일 보세요.
나 : 넵!
대표님 : (채용 공고 등록.. 지원자 연락.. 면접 진행.. 연봉 협상..)
나 : 채용하셨나요?
대표님 : 아직요.
나 : 채용하셨나요?
대표님 : 아직요.
나 : 채용하셨나요?
대표님 : 아직요~!!!!!!

• 결과가 없다면 바로 리턴한다. 결과가 있으면 바로 결과를 리턴한다.(결과가 생길때까지 계속 완료되었는지 확인)

Non-blocking & Asynchronous

나 : 대표님, 개발자 좀 더 뽑아주세요..
대표님 : 알겠습니다. 가서 볼 일 보세요.
나 : 넵!
대표님 : (채용 공고 등록.. 지원자 연락.. 면접 진행.. 연봉 협상..)
나 : (열일중..)
대표님 : 한 분 모시기로 했습니다~!
나 : 😍

• 작업요청을 받아서 별도의 프로세서에게 진행하게 하고, 바로 리턴한다. 결과는 별도의 작업 후 간접적으로 전달(콜백)한다.

1-3. 콜백지옥(Callback hell)

• 콜백지옥이란 콜백 함수를 익명 함수로 전달하는 과정에서 또 다시 콜백 안에 함수 호출이 반복되어 코드의 들여쓰기 수준이 매우 깊어지는 현상을 말한다.
• 주로 이벤트 처리/서버 통신과 같은 비동기 작업을 제어하기 위해 사용되는데, 이런 프로그래밍은 가독성이 떨어지고 코드 수정을 어렵게 한다.

function fn() {
  setTimeout(() => {
    console.log('하나');
    setTimeout(() => {
      console.log('둘');
      setTimeout(() => {
        console.log('셋');
      }, 0);
    }, 0);
  }, 0);
}
fn(); // 하나, 둘, 셋

• 이를 해결하기 위해서는 Promise나 async/await을 사용하면된다.