컴퓨터 공학 관점의 비동기 프로그래밍이란? JavaScript의 async/await와 Promise 이해하기

웹 개발에서 효율적인 코드 실행을 위해 비동기 프로그래밍은 필수적인 개념이다. 특히 JavaScript는 싱글 스레드 기반 언어이므로, 시간이 오래 걸리는 작업을 동기적으로 실행하면 전체 프로그램이 멈추는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 비동기 처리 방식이며, 이를 활용하면 응답을 기다리지 않고 다른 작업을 병렬로 수행할 수 있다. 이번 글에서는 JavaScript에서 비동기 프로그래밍이 필요한 이유와 Promise, async/await를 활용한 비동기 코드 작성 방법을 살펴보겠다.

1. 컴퓨터 공학에서의 비동기 프로그래밍이 필요한 이유

JavaScript는 기본적으로 싱글 스레드 방식으로 동작한다. 즉, 하나의 작업이 완료되기 전까지는 다음 코드가 실행되지 않는 동기적인 실행 흐름을 가진다. 이런 방식은 계산량이 적은 단순한 프로그램에서는 문제가 없지만, 시간이 오래 걸리는 작업이 포함된 경우에는 문제가 된다.

예를 들어, 사용자가 버튼을 클릭했을 때 서버에서 데이터를 가져와 화면에 표시하는 웹 애플리케이션을 생각해 보자. 만약 데이터를 요청하고 응답을 받을 때까지 기다려야 한다면, 그 시간 동안 웹페이지가 멈춘 것처럼 보일 것이다. 사용자는 버튼을 여러 번 클릭할 수도 있고, 다른 동작을 원할 수도 있지만, 동기 방식으로 실행되면 아무런 반응을 하지 않는 것처럼 보인다. 이러한 문제를 해결하기 위해 비동기 프로그래밍이 필요하다.

비동기 방식에서는 시간이 오래 걸리는 작업을 실행하는 동안 다른 코드가 계속 실행될 수 있다. 이렇게 하면 웹사이트가 더 부드럽게 동작하며, 사용자 경험이 향상된다. 특히 네트워크 요청, 데이터베이스 조회, 파일 읽기 등의 작업은 비동기적으로 처리하는 것이 필수적이다. 이러한 개념은 컴퓨터 공학에서 운영체제, 네트워크 프로그래밍 등 다양한 분야에서 활용되며, 효율적인 프로그램을 만들기 위한 핵심 원리 중 하나이다.

 

컴퓨터 공학 관점의 비동기 프로그래밍이란? JavaScript의 async/await와 Promise 이해하기

 

2. 컴퓨터 공학 관점의 JavaScript에서 비동기 처리 방식

JavaScript에서 비동기 처리를 구현하는 대표적인 방법으로 콜백(callback), Promise, 그리고 async/await가 있다. 과거에는 콜백 함수를 주로 사용했지만, 코드의 가독성이 떨어지고 유지보수가 어려워지는 문제가 발생했다. 이를 해결하기 위해 등장한 것이 Promise이며, 이후 더욱 간결한 코드 작성을 위해 async/await이 추가되었다.

콜백 함수는 특정 작업이 완료된 후 실행될 함수를 전달하는 방식이다. 하지만 여러 개의 비동기 작업이 중첩되면 코드가 복잡해지는 콜백 지옥(callback hell) 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 Promise가 도입되었다.

Promise는 비동기 작업이 성공했을 때(resolve)와 실패했을 때(reject)를 처리하는 객체이다. 이를 통해 코드의 가독성을 높이고, 체이닝을 활용하여 여러 개의 비동기 작업을 순차적으로 실행할 수 있다. 그러나 .then()과 .catch()를 계속 사용하다 보면 코드가 길어질 수 있으므로, 이를 더욱 직관적으로 개선한 방식이 async/await이다.

async/await은 Promise 기반으로 동작하지만, 동기 코드처럼 자연스럽게 작성할 수 있도록 도와준다. async 키워드를 함수 앞에 붙이면 해당 함수 내부에서 await을 사용할 수 있으며, 이를 통해 비동기 코드가 동기 코드처럼 읽기 쉬워진다. 이를 활용하면 코드의 가독성이 높아지고, 유지보수 또한 쉬워진다.

 

3. 컴퓨터 공학 관점의 async/await와 Promise의 차이점

Promise와 async/await은 같은 비동기 처리를 위한 방식이지만, 코드 작성 방식에서 차이가 있다. Promise는 .then()과 .catch()를 활용하여 비동기 작업을 연결하는 방식이며, async/await은 try...catch 구문을 사용하여 예외 처리를 더욱 직관적으로 할 수 있도록 도와준다.

예를 들어, Promise를 사용할 경우 다음과 같이 작성할 수 있다.

먼저 fetch 함수를 사용하여 서버에서 데이터를 가져오는 경우를 생각해 보자. Promise 방식에서는 .then()을 활용하여 결과를 처리한다.

반면, async/await을 사용하면 await 키워드를 통해 비동기 작업을 기다린 후 다음 코드가 실행되도록 만들 수 있다. 이렇게 하면 동기 코드처럼 읽히기 때문에 가독성이 높아지고, 유지보수가 쉬워진다.

비동기 프로그래밍을 활용하면 웹 애플리케이션에서 보다 부드러운 사용자 경험을 제공할 수 있다. 네트워크 요청, 데이터베이스 조회, 파일 읽기와 같은 시간이 오래 걸리는 작업을 처리할 때, 비동기 처리를 사용하면 프로그램이 멈추지 않고 자연스럽게 동작할 수 있다.

 

4. 컴퓨터 공학에서의 비동기 프로그래밍의 활용과 중요성

비동기 프로그래밍은 현대적인 웹 애플리케이션 개발에서 필수적인 요소로 자리 잡고 있다. 특히 실시간 데이터 처리가 중요한 애플리케이션에서는 비동기 방식이 필수적이다. 예를 들어, 채팅 애플리케이션, 실시간 주식 정보 제공 사이트, 사용자 입력을 즉시 반영해야 하는 대화형 웹사이트 등은 비동기 처리를 적극적으로 활용한다.

또한, 컴퓨터 공학에서 효율적인 프로그래밍 기법을 다룰 때도 비동기 프로그래밍은 중요한 개념이다. 네트워크 프로그래밍, 병렬 처리, 분산 시스템 등에서도 비동기 방식이 적용되며, 서버 성능을 극대화하는 데 활용된다.

웹 개발자는 async/await과 Promise를 활용하여 가독성이 높고 유지보수하기 쉬운 코드를 작성하는 것이 중요하다. 비동기 프로그래밍을 올바르게 이해하고 적용하면, 보다 효율적인 애플리케이션을 개발할 수 있으며, 사용자 경험도 개선할 수 있다.

 

5. 결론

비동기 프로그래밍은 JavaScript의 핵심적인 개념으로, 싱글 스레드 환경에서 효율적인 코드 실행을 가능하게 한다. 과거에는 콜백 함수를 이용한 비동기 처리가 일반적이었지만, 코드의 복잡성을 줄이기 위해 Promise와 async/await이 도입되었다. Promise는 .then()과 .catch()를 활용하여 비동기 작업을 처리하며, async/await을 사용하면 더욱 직관적인 방식으로 비동기 처리를 할 수 있다.

비동기 프로그래밍은 웹 애플리케이션에서 서버 요청, 데이터베이스 조회, 파일 입출력 등의 작업을 원활하게 처리하는 데 필수적이며, 이를 잘 활용하면 사용자 경험을 크게 개선할 수 있다. 또한, 컴퓨터 공학에서 네트워크 프로그래밍과 병렬 처리 등의 개념과도 연결되므로, 이를 이해하고 적극적으로 활용하는 것이 중요하다.