Node.js 이벤트 루프와 싱글톤 패턴 안전 사용법
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Node.js의 이벤트 루프와 싱글톤 패턴의 안전한 사용 방법

카테고리

프로그래밍/소프트웨어 개발

서브카테고리

개발 툴

대상자

  • *Node.js 개발자**
  • 난이도: 중간*
  • Node.js의 비동기 처리와 싱글톤 패턴의 안전한 사용법을 이해하고자 하는 개발자에게 유용*

핵심 요약

  • Node.js는 비동기 처리를 통해 단일 스레드로도 고并发 처리 가능
  • 싱글톤 패턴은 read-only, in-memory 연산 시 안전하지만, blocking I/O 또는 shared mutable state 사용 시 위험
  • AsyncLoggerAsyncLocalStorage를 활용한 비동기 처리 및 컨텍스트 고립이 안정성 향상에 기여

섹션별 세부 요약

1. Node.js 이벤트 루프 메커니즘

  • 단일 스레드로 비동기 작업을 처리

- libuv 라이브러리로 디스크 I/O, 네트워크 요청 등 시간 소요 작업을 백그라운드 스레드에 위임

  • 비동기 작업 처리 흐름
  1. 요청 수신 → 2. 비동기 작업 위임 → 3. 이벤트 루프 계속 실행 → 4. 완료 시 콜백 큐에 추가 → 5. 이벤트 루프가 실행
  • 비동기 처리로 인해 수백만 개 요청 동시 처리 가능

2. 싱글톤 패턴의 안전한 사용 예시

  • Config 클래스 예시

- read-only 연산, 메모리 내 데이터 접근, I/O 없음 → 100만 개 요청 처리 시에도 안전

- 코드: class Config { constructor() { this.settings = { dbHost: 'localhost' }; } get(key) { return this.settings[key]; } }

  • Express 서버 예시

- config.get('dbHost') 호출 시 이벤트 루프 차단 없이 빠른 응답 제공

3. 싱글톤 패턴의 위험한 사용 사례

  • _a) Blocking I/O Operations_

- fs.createWriteStream 사용 시 파일 쓰기로 인해 이벤트 루프 차단

- 예시: this.logFile.write(...)

  • _b) Shared Mutable State_

- setRecipients() 동시 호출 시 race condition 발생

- 예시: this.recipients = list;

4. 안전한 싱글톤 패턴 구현 방법

  • _a) Async Logging with Batching_

- 로그 메시지 큐잉 → 배치 처리 → setImmediate()로 이벤트 루프 양보

- 코드: await fs.promises.appendFile(...); await new Promise(resolve => setImmediate(resolve));

  • _b) AsyncLocalStorage 활용

- 요청별 컨텍스트 고립 → AsyncLocalStorageshared state 방지

- 예시: this.localContext.run({ recipients: list }, callback);

결론

  • Node.js에서 싱글톤 사용 시 반드시 non-blocking, stateless 원칙 준수
  • AsyncLoggerAsyncLocalStorage 활용해 I/O 차단 및 shared state 문제 해결
  • 비동기 처리, 배치 처리, 컨텍스트 고립을 통해 서버 확장성 및 안정성 확보