[Node.js] Node.js란 무엇인가? - 개념 완벽 이해하기

JavaScript와 Node.js가 압도적인 점유율을 보여주고 있다. - 2023 Stackoverflow 점유율 -

Node.js란?

"Node.js는 크로스플랫폼 오픈소스 자바스크립트 런타임 환경으로 V8 자바스크립트 엔진으로 구동되며, 웹 브라우저 바깥에서 자바스크립트 코드를 실행할 수 있다. 주로 확장성 있는 네트워크 애플리케이션과 서버 사이드 개발에 사용되는 소프트웨어 플랫폼이며, 논블로킹(Non-blocking) I/O와 단일 스레드 이벤트 루프를 통한 높은 처리 성능을 가지고 있다."

위키백과에서 가져온 Node.js 설명입니다.

아주 명쾌하게 설명을 잘하고 있군요.

위의 내용을 아래와 같이 한번 정리해 보겠습니다.

1. Node.js는 V8이라는 JavaScript 엔진으로 구동되는 자바스크립트 런타임(환경)이다.
2. Node.js를 사용하면 웹 브라우저 바깥에서 자바스크립트 코드를 실행할 수 있다.
3. Node.js는 크로스 플랫폼 오픈소스로 모든 운영체제에서 동작할 수 있다.
4. Node.js를 사용하여 확장성 있는 네트워크 애플리케이션과 서버 사이드 개발에 사용된다.
5. 논블로킹(Non-bloking) I/O와 단일 스레드 이벤트 루프를 통한 높은 처리 성능을 가지고 있다.

이렇게 정리를 할 수 있겠네요.

그렇다면 위의 5가지 요소들을 한번 자세히 살펴볼까요?

 

Node.js는 V8이라는 JavaScript 엔진으로 구동되는 자바스크립트 런타임(환경)이다.

이 문구를 이해하기 위해서는 자바스크립트가 어떻게 동작하는지 먼저 알아야 합니다. 자바스크립트(JavaScript)는 동적인 웹 페이지를 만들어주기 위해 사용되던 스크립트 언어입니다. 엄연한 프로그래밍 언어이기 때문에 누군가가 컴퓨터가 이해할 수 있도록 바꿔줘야 합니다. 그렇다면 이 역할을 누가 했을까요?

 

바로 브라우저입니다. 정확히는 브라우저에 내장되어 있던 자바스크립트 엔진이죠. 여기서 V8이 등장합니다. V8은 구글이 개발한 오픈 소스 자바스크립트 엔진입니다. 당시 크롬에 탑재했었죠. 이 V8 엔진은 자바스크립트 코드를 실행하는데 매우 빠르고 효율적으로 설계되어 있었습니다.

 

그래서 사람들은 생각하게 됩니다. 자바스크립트를 꼭 프론트엔드에서만 사용해야 할까? 그래서 이 V8엔진을 브라우저 밖으로 끌고 나오게 됩니다. 그리고 이 V8엔진을 기반으로 Node.js를 만들죠. 자바스크립트를 작성하고 V8엔진으로 실행하고 즉 새로운 런타임(환경)이 탄생한 것입니다.

 

Node.js를 사용하면 웹 브라우저 바깥에서 자바스크립트 코드를 실행할 수 있다.

즉 Node.js를 사용하면 웹 브라우저 바깥에서 자바스크립트 코드를 실행할 수 있습니다. 이제 브라우저가 아닌 Node.js가 설치되어 있는 컴퓨터에서도 자바스크립트 실행이 가능해진 거죠. 컴퓨터에 설치되어 있는 Node.js에 의해 자바스크립트를 실행할 수 있는 환경이 제공된 것입니다.

 

Node.js는 크로스 플랫폼 오픈소스로 모든 운영체제에서 동작할 수 있다.

이 부분도 바로 이해가 가능합니다. Node.js가 크로스 플랫폼을 지원하는 주요 이유 중 하나는 설치형 프로그램이기 때문입니다. 직접 설치를 해보셨다면 아시겠지만 Node.js는 각 운영 체제에 맞는 실행 파일을 제공하고, 이를 통해 자바스크립트 런타임 환경을 설치할 수 있도록 합니다.

 

그리하여 node.js는 크로스 플랫폼 오픈 소스 런타임 환경으로, Windows, macOS, Linux 등의 다양한 운영 체제에서 사용할 수 있습니다. 또한 NPM을 통해 다양한 운영 체제에서 작동하는 패키지를 관리하고 수많은 라이브러리와 도구를 쉽게 설치하고 사용할 수 있습니다.

 

Node.js를 사용하여 확장성 있는 네트워크 애플리케이션과 서버 사이드 개발에 사용된다.

여기서 주목할 점은 서버 사이드 개발입니다. 실제로 Node.js를 사용해서 서버사이드 개발을 진행하는 기업들이 많아졌습니다. 이점이 많기 때문입니다. 그렇다면 어떠한 이점이 있을까요?

 

• 풀 스택 자바스크립트 : Node.js를 사용하면 프론트엔드와 백엔드 모두 자바스크립트로 작성할 수 있습니다. 이는 개발자들이 한 가지 언어만으로 전체 개발을 끝낼 수 있다는 말이 됩니다. 아무래도 효율적이겠죠. 클라이언트와 서버 간의 코드를 재사용할 수도 있고, 하나의 언어로 전체 개발이 가능해져 일관된 개발 환경을 제공할 수도 있습니다.
• 광범위한 패키지 생태계 : NPM(Node Package Manager)을 통해 수많은 오픈 소스 라이브러리와 모듈을 사용할 수 있어서 개발 시간을 단축하고 기능을 확장할 수 있습니다. 많은 사용자들이 구성해 놓은 커뮤니티의 풍부한 자료 덕분에 개발과 예기치 못한 문제 해결에 용이합니다.
• 높은 성능 : Node.js를 사용하여 서버를 구성하면 좋은 이유 중 하나가 바로 높은 성능입니다. 기본적으로 Node.js는 비동기 I/O와 이벤트 구동 모델 덕분에 많은 동시 접속자를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 요즘 서비스들은 많은 트래픽들을 동반하는 경우가 많습니다. 이때 Node.js는 최상의 효율을 발휘합니다. 이 부분은 다음에서 자세히 설명하겠습니다.

 

논블로킹(Non-bloking) I/O와 단일 스레드 이벤트 루프를 통한 높은 처리 성능을 가지고 있다.

기본적으로 node.js는 모든 이벤트를 비동기처리합니다. 즉 논블로킹 I/O 네트워크 요청이 백그라운드에서 항상 비동기적으로 처리되어 다른 작업을 차단하지 않고 실행할 수 있도록 한다는 뜻입니다. 그래서 요청을 보내고 결과를 기다리는 동안 다른 코드가 계속 실행될 수 있음을 의미하고, 이는 여러 요청을 동시에 처리할 수 있기 때문에 요청이 많은 환경에서 서버의 과부하를 줄여주고 뛰어난 성능을 발휘할 수 있겠습니다.

 

Node.js는 단일 스레드 이벤트 루프를 사용하여 작업을 처리합니다. 즉 하나의 스레드에서 처리하고, 이벤트 루프를 통해 비동기적으로 작업을 조절합니다. 이벤트 루프(event loop)의 뜻은 여러 이벤트가 동시에 발생했을 때 어떤 순서로 콜백함수를 호출할지를 판단하는 것을 의미하며 노드는 이벤트가 종료될 때까지 이벤트 처리를 위한 작업을 반복하므로 루프(loog)라고 부릅니다.

 

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Node.js 단점

1. 이벤트 기반 비동기 방식이기에 서버단 로직이 복잡한 경우 콜백함수의 늪에 빠질 수 있습니다.
2. 코드를 순차적으로 실행하지 않고 모두 비동기 방식으로 이벤트를 보내기 때문에 이로 인한 논리적 오류가 발생할 수 있겠습니다.
3. 단일 스레드이기 때문에 하나의 요청 중에서 에러가 발생하면 전체 서버에 영향이 갈 수 있습니다. 그래서 작업 자체가 많이 걸리는 웹서비스에는 어울리지 않습니다.
4. 자바스크립트로 이루어졌기 때문에 코드가 수행되어야 코드에 에러가 있는지 알 수 있습니다.

※ 뭐든지 장점만 있는 것은 아닙니다. Node.js도 단점이 많기 때문에 사용 시 주의하셔야 합니다.