[Node.js] V8 엔진 Deep Dive

node.js, javascript의 핵심인 V8엔진을 자세하게 알아보겠습니다.

 

V8 엔진의 내부동작

1. 어휘 분석기

 

- 어휘분석기는 소스코드를 스캔하고 이를 토큰 스트림으로 분해합니다.

 

왜 이렇게 토큰으로 분해를 할까요?

 

토큰화가 없으면 파서는 원시 소스코드를 일련의 문자로 수신합니다.

 

=> 원시 소스코드로 파서가 받으면 발생하는 문제점 : 개별 문자를 구문 분석하려면 매우 낮은 수준에서 복잡한 언어 구문을 처리해야 합니다. 키워드, 식별자, 연산자 및 기타 언어 구성을 인식하려면 매우 광범위한 논리가 필요합니다. 또한 토큰화는 코드의 오류를 식별하고 처리하는 데 도움이 됩니다. 구문 오류나 예상치 못한 문자가 있는 경우 토크나이저는 오류를 발생시키고 개발자에게 의미 있는 피드백을 제송할 수 있습니다. 토큰화가 없으면 오류 감지의 정확성이 떨어지므로 코드에서 문제를 찾고 이해하기가 더 어려워집니다.

 

2. Parser

 

-  파서는 토큰 스트림을 수신하고 구문 분석을 수행하여 AST(추상 구문 트리)를 만듭니다.

-  AST는 특정 구문 세부 정보를 추상화하면서 소스 코드의 구문 구조를 나타내는 계층적 트리형 데이터 구조입니다.

 

왜 AST(추상 구문 트리)를 소스 코드의 중간 표현으로 생성할까요?

 

AST를 소스 코드의 중간 표현으로 생성하면 언어 처리, 컴파일 및 해석 측면에서 여러 가지 이점을 얻을 수 있습니다.

 

계층적 표현에서의 이점 : AST는 프로그램의 구문 구조를 계층적으로 표현합니다. 이 계층 구조는 다양한 언어 구성 간의 중첩 관계를 반영하므로 코드를 더 쉽게 이해하고 분석이 가능합니다.

 

단순화된 구조: AST는 프로그래밍 언어의 복잡하고 다양한 구문을 보다 균일하고 관리하기 쉬운 구조로 단순화합니다. AST의 각 노드는 특정 언어 구성에 해당하므로 후고 컴파일 또는 해석 단계에서 작업하기 더 쉽습니다.

 

=> 이렇게 AST는 컴파일러에서 코드 생성을 위한 기반 역할을 합니다. 프로그램의 구문 구조가 AST에 캡처되면 컴파일러의 후속 단계는 트리를 순회하여 기계 코드, 바이트 코드 또는 다른 중간 표현 등 대상 언어로 실행 가능한 코드를 생성할 수 있습니다.

 

AST(추상 구문 트리)의 예시

 

아래와 같은 코드를 단계별로 AST로 분해해 보겠습니다.

function addNumbers(a, b) {
  return a + b;
}

const result = addNumbers(5, 7);
console.log(result);

 

1. 함수 선언

 

코드의 첫 번째 부분은 'a' 및 'b' 매개변수를 사용하여 'addNumbers'라는 함수를 정의합니다. 함수 선언에 해당하는 AST조각은 다음과 같습니다.

 

FunctionDeclaration
  Identifier: addNumbers
  Parameters
    Identifier: a
    Identifier: b
  BlockStatement
    ReturnStatement
      BinaryExpression
        Identifier: a
        Identifier: b

AST의 이 부분은 이름, 매개변수 및 내부 코드 블록을 포함하여 함수의 구조를 캡처합니다.

 

2. 변수 선언 및 할당

 

다음 부분에서는 result 변수를 선언하고 5 및 7 인수를 사용하여 addNumbers 함수 호출 결과를 할당합니다. 해당 AST 조각은 다음과 같습니다.

 

VariableDeclaration
  Identifier: result
  VariableAssignment
    CallExpression
      Identifier: addNumbers
      Arguments
        NumericLiteral: 5
        NumericLiteral: 7

 

AST의 이 부분은 특정 인수를 사용하여 addNumbers 함수에 대한 호출을 포함하는 result 변수의 선언 및 할당을 나타냅니다.

 

3. 콘솔 로그 설명

 

코드의 마지막 부분은 'result' 변수를 콘솔에 기록합니다. 해당 AST 조각은 다음과 같습니다.

 

ExpressionStatement
  CallExpression
    MemberExpression
      Identifier: console
      Identifier: log
    Arguments
      Identifier: result

 

AST의 이 부분은 result 변수를 인수로 사용하여 console 개체의 log 메서드를 호출하는 콘솔 로그 문을 나타냅니다.

 

4. 전체 AST

 

모든 AST 조각을 결합하여 주어진 코드에 대한 완전한 AST를 얻습니다.

 

Program
  FunctionDeclaration
    Identifier: addNumbers
    Parameters
      Identifier: a
      Identifier: b
    BlockStatement
      ReturnStatement
        BinaryExpression
          Identifier: a
          Identifier: b
  VariableDeclaration
    Identifier: result
    VariableAssignment
      CallExpression
        Identifier: addNumbers
        Arguments
          NumericLiteral: 5
          NumericLiteral: 7
  ExpressionStatement
    CallExpression
      MemberExpression
        Identifier: console
        Identifier: log
      Arguments
        Identifier: result

 

3. 인터프리터(ignition)

AST탐색 

ignition은 깊이 우선 방식으로 AST를 통과하기 시작합니다. 이 순회 중에 트리의 각 노드를 방문하고 노드가 나타내는 작업에 해당하는 바이트코드를 생성합니다.

 

왜 일반적으로 깊이 우선 방식으로 탐색을 할까요?

 

깊이 우선 탐색은 AST를 해석하기 위한 일반적인 접근 방식인 반면, 너비 우선 탐색(BFS)이라고도 알려진 영역 우선 방법은 특정 시나리오에서 사용할 수있는 유효한 대안입니다.

 

깊이 우선 탐색과 너비 우선 탐색 사이의 선택은 인터프리터나 컴파일러의 특정 요구 사항과 특성에 따라 달라집니다.

 

두 가지 순회 방법에 대한 몇 가지 고려사항 입니다.

 

깊이 우선 순회:

1. 자연적 재귀 구조: 깊이 우선 순회는 AST의 재귀 구조와 잘 맞습니다. 이는 자연스럽게 트리에 있는 노드의 부모-자식 관계를 따릅니다.
2. 단순성: 깊이 우선 탐색은 특히 재귀 알고리즘을 사용하여 구현하기가 더 간단한 경우가 많습니다. 특히 중첩 및 계층 구조가 있는 언어의 경우 코드를 해석하는 것이 더 직관적일 수 있습니다.
3. 메모리 효율성: 깊이 우선 순회에는 트리의 현재 위치를 추적하는 데 스택만 필요하므로 일반적으로 더 적은 메모리가 필요합니다.

너비 우선 순회(영역 우선 방법):

1. 레벨 기반 실행: 너비 우선 순회는 루트에서 시작하여 바깥쪽으로 이동하면서 레벨별로 노드를 처리합니다. 이는 코드에 대한 더 넓은 관점이 필요한 특정 유형의 최적화 또는 분석에 유리할 수 있습니다.
2. 제어 흐름 고려 사항: 너비 우선 순회는 제어 흐름 구성을 처리하고 중첩된 구조로 더 깊이 들어가기 전에 모든 분기를 탐색하는 데 적합할 수 있습니다.
3. 최적화: 일부 분석 또는 최적화는 폭 우선 접근 방식의 이점을 누릴 수 있습니다. 예를 들어, 병렬화 기회를 식별하거나 코드의 여러 부분에서 종속성을 분석하는 데 도움이 될 수 있습니다.

V8과 같은 JavaScript 엔진의 맥락에서 Ignition에서 깊이 우선 탐색을 사용하기로 한 결정은 단순성, 메모리 효율성에 대한 필요성, 그리고 Ignition이 작은 코드 조각을 신속하게 처리하도록 설계되었다는 사실에 의해 영향을 받을 가능성이 높습니다. Ignition은 빠른 시작 시간을 달성하기 위한 기본 해석기 역할을 합니다

그럼 넓이 우선 탐색을 채택하는 경우는?

 

추상 구문 트리(AST) 순회 컨텍스트의 너비 우선 검색(BFS)은 특정 경우, 특히 JavaScript 엔진이 특정 최적화, 분석을 달성하는 것을 목표로 하는 경우.

 

제어 흐름 분석 - 너비 우선 순회는 제어 흐름 분석에 유용할 수 있습니다. 중첩된 구조로 더 깊이 들어가기 전에 각 수준에서 코드의 모든 분기를 탐색할 수 있습니다. 이는 제어 흐름을 이해하고 코드에 대한 더 넓은 관점을 기반으로 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

 

데이터 흐름 분석 - 일부 데이터 흐름 분석은 너비 우선 접근 방식의 이점을 누릴 수 있습니다. 특히 조건부 및 루프가 있는 경우 코드의 여러 부분을 통해 데이터가 어떻게 전파되는지 분석하는 것은 수준별 탐색을 통해 용이하게 수행될 수 있습니다.

 

병렬화 기회 - 너비 우선 순회는 독립적이고 잠재적으로 동시에 실행될 수 있는 코드 섹션을 자연스럽게 식별하므로 병렬화의 기회를 노출할 수 있습니다. 이는 멀티 코어 아키텍처에 대한 최적화를 고려할 때 특히 관련이 있습니다.

 

 

바이트코드 : 인터프리터가 실행할 수 있는 하위 수준 명령어 세트입니다. 각 바이트코드 명령어는 변수 할당, 산술 연산, 함수 호출, 제어 흐름 구성과 같은 특정 연산을 나타냅니다.

 

바이트코드 실행

생성된 바이트코드는 Ignition 인터프리터 루프 내에서 실행됩니다. 인터프리터 루프는 개별 바이트 코드 명령어를 반복적으로 가져와 실행합니다. 이 프로세스는 전체 프로그램이 실행될 때까지 또는 TurboFan 최적화 컴파일러가 트리거 될 수 있는 지점에 도달할 때까지 계속됩니다.

 

TurboFan

TurboFan은 V8 JavaScript 엔진의 최적화 컴파일러 구성요소입니다. 고도로 최적화된 기계어 코드를 생성하여 JavaScript 코드의 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. TurboFan은 JavaScript 소스 코드를 컴퓨터 하드웨어에서 직접 실행할 수 있는 효율적인 기본 기계어 코드로 변환하는 일을 담당합니다. 

 

프로파일링은 프로그램이 실행되는 동안 프로그램의 런타임 동작에 대한 데이터를 수집하는 프로세스입니다. 프로파일링의 목표는 프로그램의 성능 특성을 분석하고, 병목 현상을 식별하고, 코드를 최적화하는 데 사용할 수 있는 통찰력을 수집하는 것입니다. 프로파일링에는 함수 실행 시간, 메모리 사용량, 함수 호출 빈도 등 다양한 측정항목을 수집하는 작업이 포함됩니다.

 

1. 프로파일링 및 피드백:
   • TurboFan은 Ignition 인터프리터가 JavaScript 코드를 해석하는 동안 수집된 프로파일링 정보에 의존합니다. 프로파일링은 유형, 실행 빈도 및 기타 특성에 대한 정보를 포함하여 코드의 런타임 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.
2. IR 생성(중간 표현):
   • TurboFan은 프로파일링 데이터를 기반으로 JavaScript 코드의 중간 표현(IR)을 생성합니다. IR은 의미와 구조를 포착하는 코드의 플랫폼 독립적인 상위 수준 표현입니다. IR은 원본 JavaScript 소스 코드와 최종 기계 코드 사이의 중간 단계 역할을 합니다.
3. 최적화 기술:
   • TurboFan은 보다 효율적인 기계어 코드를 생성하기 위해 IR에 다양한 최적화 기술을 적용합니다. 몇 가지 일반적인 최적화에는 다음이 포함됩니다.
     • 유형 기반 최적화: TurboFan은 변수 유형에 대한 정보를 활용하여 특수 코드 경로를 생성합니다.
     • 인라인 처리: 함수 호출 오버헤드를 제거하기 위해 함수를 인라인 처리할 수 있습니다.
     • 상수 폴딩: 컴파일 타임에 상수 값을 사용하여 표현식을 평가합니다.
     • 루프 최적화: 더 나은 성능을 위해 루프를 최적화합니다.
     • 데드 코드 제거: 프로그램 출력에 영향을 주지 않는 코드를 제거합니다.

최적화 기술에 대한 자세한 설명입니다.

 

1. 유형 기반 최적화:
   • 유형 기반 최적화는 프로그램에서 정적 또는 동적으로 추론된 변수 유형을 활용하는 데 중요합니다. TurboFan은 알려진 또는 예측된 유형의 변수를 기반으로 특수 코드 경로를 생성할 수 있으므로 여러 유형을 처리하는 일반적이고 잠재적으로 느린 코드가 필요하지 않습니다. 예를 들어, 변수가 특정 유형으로 일관되게 추론되는 경우 TurboFan은 해당 특정 유형에 최적화된 코드를 생성하여 보다 효율적인 실행을 가능하게 합니다.
2. 인라이닝:
   • 인라이닝은 호출된 함수의 내용을 호출하는 함수에 직접 삽입하여 함수 호출에 따른 오버헤드를 제거하는 기술입니다. 이를 통해 함수 호출 설정 및 해제와 관련된 비용을 피함으로써 더 나은 성능을 얻을 수 있습니다. 인라인 처리는 작은 함수나 자주 호출되는 함수에 특히 유용합니다. TurboFan은 프로파일링 데이터, 함수 크기 및 기타 휴리스틱을 기반으로 인라인화 기회를 식별합니다.
3. 지속적인 접기:
   • 상수 폴딩은 런타임이 아닌 컴파일 타임에 상수 값으로 표현식을 평가하는 컴파일 타임 최적화입니다. 이 최적화는 상수와 관련된 표현식을 계산된 결과로 대체하여 생성된 코드를 단순화합니다. 예를 들어, 수학 표현식에 '2 + 3'과 같은 상수가 포함된 경우 TurboFan은 컴파일 중에 이를 상수 '5'로 대체하여 런타임 계산의 필요성을 줄일 수 있습니다.
4. 루프 최적화:
   • 루프 최적화에는 루프 성능을 향상시키기 위해 다양한 기술을 적용하는 작업이 포함됩니다. 일반적인 루프 최적화에는 루프 풀기, 루프 융합 및 루프 불변 코드 동작이 포함됩니다. 루프 언롤링에는 루프 본문을 복제하여 루프 오버헤드를 줄이고, 루프 융합은 더 나은 캐시 지역성을 위해 여러 루프를 단일 루프로 결합하며, 루프 불변 코드 동작은 해당 값이 반복 전반에 걸쳐 일정하게 유지될 때 코드를 루프 외부로 이동합니다.
5. 데드 코드 제거:
   • 데드 코드 제거는 프로그램의 최종 출력에 기여하지 않는 코드를 제거합니다. 이러한 최적화는 제어 흐름 분석, 데이터 흐름 분석 등 다양한 분석을 기반으로 할 수 있습니다. 사용되지 않는 변수, 접근할 수 없는 코드 또는 관찰 가능한 부작용이 없는 코드를 식별하고 안전하게 제거하여 더 작고 효율적인 생성 코드를 만들 수 있습니다.

이러한 최적화 기술은 생성된 기계어 코드를 더욱 효율적으로 만들고, 실행 시간을 단축하며, 리소스 사용량을 최소화하는 데 종합적으로 기여합니다. 프로파일링 정보를 기반으로 최적화 결정을 동적으로 적용하는 TurboFan의 기능을 통해 빠른 시작 코드 생성(예: 해석을 통해)과 프로그램의 런타임 특성에 맞게 조정된 고도로 최적화된 코드 사이의 균형을 맞출 수 있습니다. 이 계층화된 컴파일 접근 방식은 엔진이 다양한 실행 단계와 채널에 적응하도록 보장합니다.

 

V8 엔진의 동시성 측면

1. 멀티스레드 아키텍처:

JavaScript 자체는 단일 스레드 실행 모델을 고수하는 반면, V8 엔진은 성능 향상을 위해 멀티스레딩을 활용합니다. 엔진은 JavaScript 코드 실행을 위한 메인 스레드, 동시 처리를 위한 작업자 스레드, 가비지 수집 및 컴파일을 위한 특수 스레드 등 다양한 작업을 위해 다양한 스레드를 사용합니다.

 

Google이 개발한 JavaScript 엔진인 V8 엔진에서는 멀티스레딩을 사용하여 다양한 작업을 최적화하고 JavaScript 실행의 전반적인 성능을 향상시킵니다. V8 엔진의 일반적인 멀티스레딩 작업은 다음과 같습니다.

1. JavaScript 코드 실행(메인 스레드):
   • V8 엔진의 메인 스레드는 JavaScript 코드 실행을 담당합니다. JavaScript 자체는 단일 스레드 실행 모델을 준수하지만 기본 스레드는 동기식 JavaScript 작업의 순차적 실행을 보장합니다.
2. 웹 작업자(작업자 스레드):
   • V8은 백그라운드에서 JavaScript 코드를 동시에 실행할 수 있는 Web Workers를 지원합니다. 작업자 스레드는 기본 스레드와 독립적으로 작동하므로 개발자는 계산 집약적인 작업에 대한 병렬 처리를 수행할 수 있습니다. 이는 개발자가 UI 응답성을 유지하기 위해 별도의 스레드로 작업을 오프로드해야 하는 시나리오에 특히 유용합니다.
3. 가비지 컬렉션(전용 스레드):
   • 더 이상 사용하지 않는 객체가 차지한 메모리를 회수하는 프로세스인 가비지 컬렉션은 V8 엔진의 전용 스레드에서 처리됩니다. 별도의 스레드에서 가비지 수집을 실행하면 기본 스레드의 일시 중지가 최소화되어 보다 응답성이 뛰어난 애플리케이션을 만드는 데 도움이 됩니다.
4. 컴파일(특수 스레드):
   • V8은 JavaScript 코드 컴파일을 위해 여러 스레드를 사용합니다. 엔진은 자주 실행되는 코드가 런타임에 기계어 코드로 동적으로 컴파일되는 JIT(Just-In-Time) 컴파일 접근 방식을 사용합니다. 병렬 컴파일은 코드의 효율적인 최적화를 보장하고 여러 CPU 코어를 활용하여 프로세스를 가속화합니다.
5. 비동기 작업(이벤트 루프):
   • V8 엔진의 이벤트 루프는 비동기 작업을 처리하는 데 중요합니다. 전통적인 의미의 멀티스레딩은 아니지만 이벤트 루프는 JavaScript 코드의 실행 흐름을 관리하여 타이머나 I/O 작업과 같은 비동기 작업이 메인 스레드를 차단하지 않고 실행 주기에 원활하게 통합되도록 합니다.
6. 병렬 컴파일(다중 스레드):
   • 병렬 컴파일은 V8의 핵심 최적화 기술입니다. 여러 CPU 코어의 성능을 활용하여 JavaScript 코드의 여러 부분이 동시에 컴파일됩니다. 이러한 병렬화는 최적화 프로세스를 가속화하고 전체 실행 속도를 높이는 데 기여합니다.
7. 마이크로태스크(마이크로태스크 큐):
   • V8은 이벤트 루프의 일부인 별도의 큐에서 마이크로태스크를 관리합니다. 마이크로태스크에는 현재 동기 코드가 완료된 직후, 다음 이벤트 루프 주기 전에 실행해야 하는 우선순위가 더 높은 작업이 포함됩니다. 마이크로태스크의 예로는 Promise 콜백과 돌연변이 관찰자 콜백이 있습니다.
8. 비동기 작업을 위한 스레드 풀:
   • 파일 I/O 또는 네트워크 요청과 같은 일부 비동기 작업은 스레드 풀을 사용하여 처리될 수 있습니다. 이를 통해 특정 작업을 백그라운드에서 동시에 수행할 수 있어 메인 스레드의 응답성이 유지됩니다.

요약하면, V8 엔진은 동기 코드를 위한 메인 스레드 실행부터 작업자 스레드 활용, 가비지 수집 및 컴파일을 위한 전용 스레드, 비동기 작업 처리를 위한 이벤트 기반 메커니즘 활용에 이르기까지 JavaScript 실행의 다양한 측면을 효율적으로 처리하기 위해 스레드 조합을 사용합니다. . 이 멀티스레딩 아키텍처는 V8 엔진에서 실행되는 JavaScript 애플리케이션의 성능과 응답성에 기여합니다.

2. 격리 (독립적인 인스턴스) :

V8에는 JavaScript 엔진의 독립적인 인스턴스인 격리 개념이 도입되었습니다. 각 격리에는 자체 메모리 힙과 상태가 있으므로 여러 격리가 서로 간섭하지 않고 동시에 실행될 수 있습니다. 이러한 아키텍처 선택은 다양한 환경에서 JavaScript를 효율적으로 실행하는 데 도움이 됩니다.

 

V8 엔진의 격리 개념은 강력하고 효율적인 JavaScript 런타임 환경을 만드는 데 중요합니다. 이러한 격리는 격리라고 하는 독립적인 인스턴스를 사용하여 이루어지며, 각 격리에는 고유한 메모리 힙과 상태가 있습니다. V8이 이 접근 방식을 채택한 이유와 V8이 제공하는 이점을 자세히 살펴보겠습니다.

V8에서 격리가 필요한 이유는 무엇입니까?

1. 샌드박싱:
   • V8의 격리는 일종의 샌드박스 역할을 합니다. 각 JavaScript 실행 환경을 자체 격리 내에 캡슐화함으로써 V8은 한 격리에서 실행되는 코드가 다른 격리의 상태나 메모리를 직접 방해할 수 없도록 보장합니다. 이는 특히 웹 브라우저와 같이 신뢰할 수 없는 코드를 실행해야 하는 시나리오에서 보안에 필수적입니다.
2. 병렬 실행:
   • 격리를 통해 여러 JavaScript 인스턴스를 병렬로 실행할 수 있습니다. 각 격리는 경합 없이 사용 가능한 리소스를 활용하여 다른 격리와 독립적으로 실행될 수 있습니다. 이는 서버 측 애플리케이션이나 브라우저 환경에서 여러 스크립트를 실행할 때와 같이 동시 처리가 필수적인 환경에서 특히 유용합니다.
3. 웹 작업자 활성화:
   • 격리는 Web Worker 지원을 위한 기본 요구 사항입니다. Web Workers는 JavaScript 코드가 메인 스레드와 별도로 백그라운드에서 실행될 수 있도록 하는 웹 표준입니다. 각 웹 작업자는 자체 격리 내에서 작동하여 메인 스레드를 차단하지 않고 응답성 있는 사용자 인터페이스를 유지하지 않고도 진정한 병렬 처리를 가능하게 합니다.
4. 유연성 및 독립성:
   • 격리는 애플리케이션 내의 다양한 구성 요소 또는 모듈에 유연성과 독립성을 제공합니다. 애플리케이션의 각 부분은 자체 격리에서 실행될 수 있으므로 한 부분의 오류나 리소스 집약적인 작업이 전체 애플리케이션의 전반적인 안정성과 성능에 부정적인 영향을 미치지 않도록 보장합니다.

 

V8 격리의 이점:

1. 향상된 보안:
   • 격리는 다양한 코드 조각을 격리하여 보안을 강화합니다. 하나의 격리에서 실행되는 악성 코드는 해당 격리에만 국한되며 애플리케이션의 다른 부분에 직접적인 영향을 미칠 수 없습니다. 이는 스크립트가 포함된 웹 페이지와 같이 타사 코드가 실행되는 환경에서 특히 중요합니다.
2. 향상된 안정성:
   • 서로 다른 구성 요소나 작업을 별도의 격리로 분리하면 안정성이 향상됩니다. 하나의 격리에서 오류가 발생하거나 충돌이 발생하더라도 다른 격리의 실행에는 영향을 주지 않습니다. 이러한 격리는 계단식 오류를 방지하고 애플리케이션의 전반적인 견고성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
3. 확장성:
   • 격리는 격리의 병렬 실행을 허용하여 확장성을 촉진합니다. 여러 작업이나 스크립트를 동시에 실행해야 하는 시나리오에서는 격리를 동적으로 생성하여 작업 부하를 처리하고 사용 가능한 하드웨어 리소스를 활용하고 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다.
4. 간섭 없는 동시성:
   • 격리를 통해 V8은 간섭 없이 동시성을 달성합니다. 상태를 공유하지 않고 여러 격리를 동시에 실행할 수 있으므로 복잡한 동기화 메커니즘 없이도 각 격리가 독립적으로 진행될 수 있습니다.
5. 웹 호환성:
   • 격리는 Web Workers API와 같은 웹 표준 및 관행에 부합합니다. 이를 통해 웹 브라우저와 같은 한 환경에서 격리된 상태로 실행되도록 작성된 JavaScript 코드가 V8을 지원하는 다른 환경과의 호환성을 유지하여 일관성과 상호 운용성을 제공합니다.

요약하자면, V8의 격리 도입은 보안, 안정성 및 확장성을 향상시키는 전략적 아키텍처 선택입니다. 이는 샌드박싱 원칙에 부합하여 제어된 환경에서 신뢰할 수 없는 코드를 실행할 수 있도록 하고 병렬성을 지원하여 다양한 컴퓨팅 시나리오에서 리소스의 최적 활용을 보장합니다. V8의 격리 개념은 다양한 환경에서 JavaScript 실행의 전반적인 효율성과 안정성에 기여합니다.

3. 이벤트 루프 및 비동기 작업:

이벤트 루프는 V8 동시성 스토리의 핵심 요소입니다. 호출 스택을 지속적으로 확인하고 콜백 대기열을 통해 비동기 작업을 처리하여 JavaScript 코드의 실행 흐름을 관리합니다. 타이머 및 I/O 작업을 포함한 비동기 작업은 이벤트 루프에 원활하게 통합되어 차단되지 않고 응답성이 뛰어난 사용자 경험을 보장합니다.

4. 웹 작업자:

V8은 Web Workers를 지원하여 백그라운드에서 JavaScript 코드의 병렬 실행을 가능하게 합니다. 웹 워커를 사용하면 개발자는 계산 집약적인 작업을 별도의 스레드로 오프로드하여 해당 작업이 기본 스레드와 결과적으로 사용자 인터페이스에 영향을 주지 않도록 할 수 있습니다.

최적화 기술:

1. JIT(Just-In-Time 컴파일):

V8의 JIT 컴파일러는 JavaScript 성능을 최적화하는 핵심 요소입니다. 자주 실행되는 코드를 런타임 시 기계어 코드로 동적으로 컴파일하므로 중간 표현이 필요하지 않습니다. 이러한 접근 방식을 통해 V8은 코드의 런타임 특성에 적응하고 효율적인 고성능 실행을 제공할 수 있습니다.

2. 병렬 컴파일:

성능을 더욱 향상시키기 위해 V8은 병렬 컴파일을 사용합니다. JavaScript 코드의 여러 부분이 동시에 컴파일되어 여러 CPU 코어의 성능을 활용합니다. 이러한 병렬화는 최적화 프로세스를 가속화하고 전체 실행 속도를 높이는 데 기여합니다.

결론:

결론적으로 V8 엔진의 동시성 기능은 JavaScript의 효율성과 응답성의 핵심입니다. 멀티 스레드 아키텍처, 격리 및 JIT 컴파일과 같은 고급 최적화 기술을 통해 V8은 JavaScript를 웹 개발의 강력한 도구로 변모시켰습니다. 개발자로서 이러한 동시성 측면을 이해하면 보다 효율적이고 확장 가능하며 반응성이 뛰어난 애플리케이션을 작성할 수 있습니다. V8 엔진은 계속 발전하여 웹 개발 세계에서 가능한 것의 경계를 넓혀가고 있습니다. 동시성 마법을 활용하고 JavaScr의 잠재력을 최대한 활용하세요.

 

javascript는 싱글스레드 논블로킹 I/O방식이라고 알고 있습니다.

V8엔진은 동시성을 처리하기 위해 다중 스레드 아키텍쳐를 사용합니다.

 

javascript 자체에는 단일 스레드 실행 모델이 있지만 V8 엔진은 여러 스레드를 사용하여 다양한 작업을 처리하고 성능을 최적화합니다.

 

1. 메인 스레드:
   • V8의 메인 스레드는 JavaScript 코드 실행을 담당합니다. 이는 DOM과 상호 작용하고 이벤트를 처리하는 JavaScript의 단일 스레드 부분입니다. ECMAScript 표준에 정의된 대로 JavaScript의 단일 스레드 특성을 준수합니다.
2. 작업자 스레드:
   • V8은 메인 스레드와 독립적으로 JavaScript 코드를 실행할 수 있는 별도의 스레드인 Web Worker의 사용을 지원합니다. Web Workers는 동시 처리를 수행하는 방법을 제공하므로 메인 스레드를 차단하지 않고도 과도한 계산이나 백그라운드 작업과 같은 작업을 실행할 수 있습니다.
3. 가비지 수집 스레드:
   • V8의 가비지 수집기는 별도의 스레드에서 실행됩니다. 가비지 수집은 메모리 관리에 중요한 프로세스이며 이를 별도의 스레드에서 실행함으로써 V8은 메인 스레드 실행의 일시 중지 및 중단을 최소화하는 것을 목표로 합니다.
4. 컴파일 스레드:
   • V8은 JavaScript 코드를 컴파일하기 위해 여러 스레드를 사용합니다. 엔진은 JIT(Just-In-Time) 컴파일을 사용하며, 여러 CPU 코어를 활용하여 코드의 여러 부분을 동시에 컴파일할 수 있습니다.
5. I/O 작업의 동시성:
   • V8은 이벤트 루프를 통해 비동기 I/O 작업을 지원하므로 파일 I/O 또는 네트워크 요청과 같은 작업을 차단하지 않고 처리할 수 있습니다. 기본 스레드가 I/O 작업이 완료되기를 기다리는 동안 다른 스레드는 계속 처리할 수 있습니다.

V8의 멀티스레딩은 특정 작업 및 최적화에 사용되지만 기본 JavaScript 실행 모델은 단일 스레드로 유지된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이는 JavaScript 코드 자체가 단일 스레드에서 실행되어 명확하고 예측 가능한 이벤트 기반 실행 흐름을 보장한다는 것을 의미합니다. V8에서 다중 스레드를 사용하면 성능을 향상시키고, 백그라운드 작업을 처리하며, 실행 환경의 다양한 측면을 최적화하는 데 도움이 됩니다.