자바스크립트 동시성 문제의 이론적 관점과 해결책

10 Nov 2023

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동시성(Concurrency)은 모던 웹 애플리케이션 개발에서 중요한 주제 중 하나입니다. 자바스크립트는 싱글 스레드로 동작하므로, 동시에 여러 작업을 처리하기 위해 비동기 처리가 필요합니다. 하지만 이로 인해 동시성 문제가 발생할 수 있습니다. 이번 글에서는 자바스크립트 동시성 문제의 이론적 관점과 해결책에 대해 알아보겠습니다.

동시성 문제의 이론적 관점

동시성 문제는 보통 다음과 같은 상황에서 발생합니다:

경쟁 상태 (Race Condition): 여러 스레드나 프로세스가 공유된 자원에 동시에 접근하여 예상치 못한 동작이 발생하는 경우입니다.
교착 상태 (Deadlock): 서로가 필요로 하는 자원을 점유하고 있는 상태에서 프로세스나 스레드가 진행을 멈추고 끝나지 않는 상태입니다.

이러한 문제들은 병렬 처리, 비동기 처리, 동시성 제어 등을 통해 해결할 수 있습니다. 다음으로 자바스크립트에서 동시성 문제를 해결하는 몇 가지 해결책을 살펴보겠습니다.

동시성 문제의 해결책

1. 동기화 (Synchronization)

동기화는 공유된 자원에 대한 접근을 제어함으로써 경쟁 상태를 해결하는 방법입니다. 예를 들어, 락 (Lock)을 사용하여 한 번에 하나의 스레드만이 공유된 자원에 접근하도록 할 수 있습니다. 자바스크립트에서는 동기화를 위해 뮤텍스 (Mutex)나 세마포어 (Semaphore)와 같은 도구를 사용할 수 있습니다.

const lock = new Mutex();

function sharedResourceAccess() {
  lock.acquire(); // 락을 얻음

  // 공유된 자원에 대한 작업 수행

  lock.release(); // 락을 해제
}

2. 비동기 처리 (Asynchronous Processing)

비동기 처리는 동시성 문제를 해결하기 위해 사용되는 자바스크립트의 주요한 패턴입니다. 콜백 (Callback), 프로미스 (Promise), async/await 등을 통해 비동기 처리를 구현할 수 있습니다.

// 콜백 패턴
function asynchronousOperation(callback) {
  // 비동기 작업 수행

  callback();
}

// 프로미스 패턴
function asynchronousOperation() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // 비동기 작업 수행

    if (success) {
      resolve(result);
    } else {
      reject(error);
    }
  });
}

// async/await 패턴
async function asynchronousOperation() {
  try {
    // 비동기 작업 수행

    return result;
  } catch (error) {
    throw new Error(error);
  }
}

3. 웹 워커 (Web Workers)

웹 워커는 브라우저에서 동시성을 제공하기 위한 기술입니다. 메인 스레드와 별도의 백그라운드 스레드에서 작업을 처리하여 성능을 개선할 수 있습니다. 자바스크립트에서는 웹 워커를 사용하여 병렬 처리를 할 수 있습니다.

// 메인 스레드
const worker = new Worker('worker.js');

worker.onmessage = (event) => {
  const result = event.data;

  // 결과 처리
};

worker.postMessage(data); // 워커로 데이터 전송

// 워커
self.onmessage = (event) => {
  const data = event.data;

  // 작업 수행

  self.postMessage(result); // 메인 스레드로 결과 전송
};

결론

자바스크립트에서 동시성 문제를 해결하기 위해 동기화, 비동기 처리, 웹 워커와 같은 다양한 해결책이 존재합니다. 이를 적절히 활용하여 애플리케이션의 동시성을 개선하고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 동시성 문제에 대한 이론적인 이해와 구체적인 해결책들을 활용하여 개발자들은 더 견고하고 효율적인 애플리케이션을 만들 수 있습니다.

참고 자료: Mozilla Developer Network

#자바스크립트 #동시성