Express.js는 Node.js를 기반으로 한 웹 애플리케이션 프레임워크로, 비동기 프로그래밍을 통해 고성능의 서버를 개발할 수 있습니다. 본 강좌에서는 Express에서 비동기 프로그래밍의 원리를 이해하고, 이를 통해 성능을 최적화하는 여러 가지 기법에 대해 알아보겠습니다.
1. 비동기 프로그래밍이란?
비동기 프로그래밍은 프로그램의 실행 흐름을 단순화하면서도 성능을 향상시키는 기법입니다. 전통적인 동기 프로그래밍 방식에서는 한 작업이 완료될 때까지 다른 작업이 대기하게 되므로, I/O 작업을 포함한 작업의 처리 속도가 느려지는 문제가 발생할 수 있습니다. 반면 비동기 프로그래밍은 작업이 완료될 때까지 대기하지 않고, 다른 작업을 수행할 수 있도록 합니다.
1.1 비동기와 콜백
비동기 프로그래밍에서 가장 기본적인 개념은 콜백 함수입니다. 콜백 함수는 특정 작업이 완료된 후 호출되는 함수를 뜻합니다. Express.js에서도 이러한 콜백 패턴을 사용하여 비동기 작업을 처리합니다.
const fs = require('fs');
fs.readFile('example.txt', 'utf-8', function(err, data) {
if (err) throw err;
console.log(data);
});1.2 프로미스(Promise)
콜백 패턴은 중첩이 심화될 경우 코드의 가독성이 떨어지는 “지옥”으로 이어질 수 있습니다. 프로미스는 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 객체입니다. 프로미스는 비동기 작업의 완료 또는 실패를 나타내며, 그 결과값을 처리하기 위한 메서드를 제공합니다.
const readFilePromise = (file) => {
return new Promise((resolve, reject) => {
fs.readFile(file, 'utf-8', (err, data) => {
if (err) reject(err);
resolve(data);
});
});
};
readFilePromise('example.txt')
.then((data) => console.log(data))
.catch((err) => console.error(err));2. Express.js에서의 비동기 프로그래밍
Express.js는 비동기 프로그래밍을 최대한 활용할 수 있도록 설계되었습니다. 비동기 작업을 효율적으로 처리하여 서버의 응답 속도를 향상시킬 수 있습니다.
2.1 비동기 미들웨어
Express에서는 라우터와 미들웨어를 정의할 때 비동기 함수를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 비동기 작업이 완료될 때까지 대기하며, 결과에 따라 다음 미들웨어로 넘어가는 방식으로 처리할 수 있습니다.
app.get('/async-example', async (req, res) => {
try {
const data = await readFilePromise('example.txt');
res.send(data);
} catch (err) {
res.status(500).send('Error reading file');
}
});2.2 async/await
async/await 구문은 프로미스 기반의 비동기 코드를 더욱 간단하게 작성할 수 있게 도와줍니다. async 키워드가 붙은 함수는 항상 프로미스를 반환하며, await 키워드를 사용하여 프로미스가 처리될 때까지 기다릴 수 있습니다.
app.get('/user/:id', async (req, res) => {
try {
const user = await getUserById(req.params.id);
res.json(user);
} catch (error) {
res.status(500).send('Error fetching user');
}
});3. 성능 최적화 기법
Express 서버의 성능을 최적화하기 위해서는 다양한 기법과 전략을 적용할 수 있습니다. 이 섹션에서는 몇 가지 주요 성능 최적화 기법에 대해 설명하겠습니다.
3.1 캐싱
데이터를 캐싱하는 것은 성능 향상에 매우 유용합니다. 여러 사용자가 동일한 데이터를 요청할 경우, 캐시된 데이터를 사용하여 불필요한 데이터베이스 조회를 줄일 수 있습니다.
const cache = {};
app.get('/data', async (req, res) => {
if (cache['data']) {
return res.send(cache['data']);
}
const data = await fetchDataFromDB();
cache['data'] = data; // 캐시 저장
res.send(data);
});3.2 gzip 압축
응답 데이터를 gzip으로 압축하면 데이터 전송 속도를 향상시킬 수 있습니다. Express에서 이를 쉽게 활성화할 수 있습니다.
const compression = require('compression');
app.use(compression());3.3 로깅 및 모니터링
서버의 성능을 모니터링하고, 문제가 발생했을 때 이를 추적하기 위해 로깅 시스템을 구축하는 것이 중요합니다. 로깅 정보를 바탕으로 병목 현상을 찾아내고 성능을 개선할 수 있습니다.
const morgan = require('morgan');
app.use(morgan('combined'));3.4 데이터베이스 최적화
데이터베이스 쿼리를 최적화하여 응답 속도를 향상시킬 수 있습니다. 인덱스를 적절히 활용하고, 필요 없는 데이터는 최대한 조회하지 않도록 쿼리를 설계해야 합니다.
4. 결론
Express.js에서 비동기 프로그래밍을 활용하면 서버의 성능을 극대화할 수 있습니다. 또한, 다양한 성능 최적화 기법을 적용하여 웹 애플리케이션의 응답 속도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 본 강좌를 통해 이러한 기법들을 잘 이해하고 활용하시길 바랍니다.
5. 추가 자료
Express.js의 공식 문서 및 다양한 자료들을 통해 더욱 깊이 있는 학습을 진행해 보세요. 특히, 비동기 프로그래밍 관련 내용은 JavaScript의 기초와 함께 익혀두면 좋습니다.