Thread Model

2026. 8. 28.

Event-driven Non-blocking 아키텍처

Node.js는 싱글 스레드 이벤트 루프와 논블로킹 I/O를 결합하여 동시성을 처리한다.

메인 스레드: 단일 스레드가 V8 엔진을 통해 JavaScript 코드를 순차적으로 실행
논블로킹 I/O 위임: 파일 읽기나 네트워크 요청 등 I/O 작업은 OS 커널이나 libuv의 워커 스레드 풀로 위임
콜백 큐 대기: I/O 작업이 완료되면 등록된 콜백 함수가 Task Queue에 적재
이벤트 루프 처리: Call Stack이 비어있을 때 이벤트 루프가 Queue의 콜백을 다시 메인 스레드로 올려 실행

런타임 스레드 모델 비교

Java 기반의 Spring (MVC)과 Node.js는 들어오는 HTTP 요청을 처리하는 근본적인 방식이 다르다.

flowchart TB
    subgraph Java [Thread-per-request 모델]
        direction TB
        R1[요청 1] --> T1[스레드 1 할당]
        R2[요청 2] --> T2[스레드 2 할당]
        T1 --> B1[블로킹 대기]
        T2 --> B2[블로킹 대기]
    end

    subgraph Node [Event-driven 모델]
        direction TB
        NR[수많은 동시 요청] --> EL[단일 이벤트 루프]
        EL -->|I/O 비동기 위임| WQ[libuv / OS 커널]
        WQ -->|완료 후 콜백| EL
    end

    classDef javaStyle fill: #e3f2fd,color: #0d47a1
    classDef nodeStyle fill: #e8f5e9,color: #1b5e20
    class R1,R2,T1,T2,B1,B2 javaStyle
    class NR,EL,WQ nodeStyle

Thread-per-request 모델 (Java/Spring MVC)

요청마다 독립적인 스레드를 할당하여 작업을 처리한다.

스레드 풀 관리: 톰캣 (Tomcat) 등 서블릿 컨테이너가 미리 생성해둔 스레드 풀에서 스레드를 꺼내 요청과 1:1로 매핑
블로킹 I/O 대기: 스레드가 DB 쿼리나 API 응답을 기다릴 때 해당 스레드는 대기 (Blocked) 상태로 전환되어 정지
자원 오버헤드: 동시 요청 비례하여 스레드가 필요하므로 각 스레드가 점유하는 스택 메모리 (약 1MB) 소비 증가
컨텍스트 스위칭 비용: CPU 코어 수를 초과하는 스레드 경합으로 인해 운영체제의 스레드 전환에 막대한 CPU 자원 낭비

Event-driven Non-blocking 모델 (Node.js)

하나의 메인 스레드가 멈추지 않고 수많은 요청을 비동기적으로 처리한다.

연결 수용: 수만 개의 동시 커넥션이 들어와도 메인 스레드는 I/O를 기다리지 않고 다음 요청 처리 즉시 시작
메모리 점유 최소화: 요청마다 스레드를 생성하지 않으므로 스택 메모리 낭비가 없고 자원 효율성 극대화
컨텍스트 스위칭 무효화: 단일 스레드가 연산을 주도하므로 스레드 간 전환 오버헤드가 거의 없음

워크로드별 아키텍처 적합성

동시성 모델의 물리적 구조 차이로 인해 워크로드 특성에 따라 환경이 갈린다.

비교 항목	Java (Thread-per-request)	Node.js (Event-driven)
스레드 할당	요청당 1개의 스레드 독립 할당	단일 메인 스레드가 모든 요청 수용
I/O 대기 방식	블로킹 대기 (스레드 정지)	논블로킹 위임 (즉시 다음 요청 처리)
메모리 점유	스레드 개수 비례 스택 메모리 소비	단일 스택 사용으로 점유율 최소화
권장 워크로드	복잡한 CPU 연산 집약 작업	대규모 동시 I/O 및 네트워크 통신

I/O 집약적 워크로드 (Node.js 유리)

네트워크 통신, DB 조회, 파일 입출력이 주를 이루는 시스템이다.

대규모 트래픽 처리: 스레드 생성 비용과 블로킹 대기가 없어 대량의 동시 I/O 요청 처리에 적합
MSA 게이트웨이: 여러 외부 서비스 API를 비동기로 호출하고 취합 (Aggregation)하는 역할에 뛰어남

CPU 집약적 워크로드 (Java 유리)

복잡한 수학적 계산, 대규모 데이터 변환, 이미지 처리, 암호화 등이 주를 이루는 시스템이다.

이벤트 루프 블로킹: Node.js 메인 스레드에서 무거운 연산을 수행하면 이벤트 루프가 정지하여 모든 사용자의 요청 처리 지연
멀티 코어 활용: Java는 OS 네이티브 스레드를 여러 개 띄워 CPU 멀티 코어를 온전히 활용한 병렬 연산 수행

Node.js