JavaScript에서 단일 스레드 함정을 피하는 방법

JavaScript는 종종 단일 스레드로 설명되는데, 이는 한 번에 하나의 작업을 실행한다는 의미입니다. 그러나 이는 HTTP 응답이나 데이터베이스 요청과 같은 비동기 작업을 기다리는 동안 다른 작업을 처리할 수 없는 상태에서 모든 코드 조각이 완전히 격리되어 실행된다는 것을 의미합니까? 대답은 아니요! 실제로 JavaScript의 이벤트 루프와 Promise를 사용하면 다른 코드가 계속 실행되는 동안 비동기 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다.

진실은 자바스크립트가 실제로 단일 스레드라는 것입니다. 그러나 이 작동 방식을 잘못 이해하면 일반적인 함정에 빠질 수 있습니다. 그러한 함정 중 하나는 특히 경쟁 조건을 유발하지 않고 공유 리소스에 대한 액세스를 제어하려고 할 때 API 요청과 같은 비동기 작업을 관리하는 것입니다. 실제 사례를 살펴보고 잘못된 구현이 얼마나 심각한 버그로 이어질 수 있는지 살펴보겠습니다.

데이터를 업데이트하려면 백엔드 서비스에 로그인해야 하는 애플리케이션에서 버그를 발견했습니다. 로그인하면 앱은 지정된 만료 날짜가 있는 액세스 토큰을 받게 됩니다. 이 만료 날짜가 지나면 업데이트 엔드포인트에 새로운 요청을 하기 전에 다시 인증해야 했습니다. 로그인 엔드포인트는 5분마다 최대 1개의 요청으로 제한되는 반면, 업데이트 엔드포인트는 동일한 5분 기간 내에 더 자주 호출되어야 했기 때문에 문제가 발생했습니다. 로직이 올바르게 작동하는 것이 중요했지만 로그인 엔드포인트가 5분 간격 내에 가끔 여러 번 트리거되어 업데이트 엔드포인트가 작동하지 않게 되었습니다. 모든 것이 예상대로 작동하는 경우도 있었지만, 이러한 간헐적인 버그는 처음에는 보안에 대한 잘못된 인식을 심어 시스템이 제대로 작동하는 것처럼 보일 수 있어 더욱 심각한 위험을 초래했습니다._

이 예를 설명하기 위해 다음 서비스가 포함된 매우 기본적인 NestJS 앱을 사용하고 있습니다.

• AppService: 때로는 작동하고 때로는 작동하지 않는 나쁜 버전과 항상 제대로 작동하도록 보장되는 좋은 버전이라는 두 가지 변형을 시뮬레이션하는 컨트롤러 역할을 합니다.
• BadAuthenticationService: 잘못된 버전에 대한 구현
• GoodAuthenticationService: 좋은 버전을 구현합니다.
• AbstractAuthenticationService: GoodAuthenticationService와 BadAuthenticationService 간의 공유 상태를 유지하는 역할을 담당하는 클래스입니다.
• LoginThrottleService: 백엔드 서비스에 대한 로그인 엔드포인트의 조절 메커니즘을 시뮬레이션하는 클래스입니다.
• MockHttpService: HTTP 요청을 시뮬레이션하는 데 도움이 되는 클래스
• MockAwsCloudwatchApiService: AWS CloudWatch 로깅 시스템에 대한 API 호출을 시뮬레이션합니다.

여기서 모든 클래스의 코드를 표시하지는 않겠습니다. GitHub 저장소에서 직접 찾을 수 있습니다. 대신, 로직이 올바르게 작동하기 위해 무엇을 변경해야 하는지에 대해 구체적으로 집중하겠습니다.

나쁜 접근 방식:

@Injectable()
export class BadAuthenticationService extends AbstractAuthenticationService {
  async loginToBackendService() {
    this.loginInProgress = true; // this is BAD, we are inside a promise, it's asynchronous. it's not synchronous, javascript can execute it whenever it wants

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com/login`, {
          password: 'password',
        }),
      );

      return response;
    } finally {
      this.loginInProgress = false;
    }
  }

  async sendProtectedRequest(route: string, data?: unknown) {
    if (!this.accessToken) {
      if (this.loginInProgress) {
        await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }

      try {
        await this.awsCloudwatchApiService.logLoginCallAttempt();
        const { data: loginData } = await this.loginToBackendService();
        this.accessToken = loginData.accessToken;
      } catch (e: any) {
        console.error(e?.response?.data);
        throw e;
      }
    }

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com${route}`, data, {
          headers: {
            Authorization: `Bearer ${this.accessToken}`,
          },
        }),
      );

      return response;
    } catch (e: any) {
      if (e?.response?.data?.statusCode === 401) {
        this.accessToken = null;
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }
      console.error(e?.response?.data);
      throw e;
    }
  }
}

이것이 나쁜 접근 방식인 이유:

BadAuthenticationService에서 loginToBackendService 메소드는 로그인 요청을 시작할 때 this.loginInProgress를 true로 설정합니다. 그러나 이 방법은 비동기식이므로 로그인 상태가 즉시 업데이트된다는 보장은 없습니다. 이로 인해 제한 한도 내에서 로그인 엔드포인트에 대한 여러 동시 호출이 발생할 수 있습니다.
sendProtectedRequest는 액세스 토큰이 없음을 감지하면 로그인이 진행 중인지 확인합니다. 그렇다면 함수는 1초 동안 기다린 후 다시 시도합니다. 그러나 이 시간 동안 다른 요청이 들어오면 추가 로그인 시도가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 로그인 엔드포인트에 대한 여러 호출이 발생할 수 있으며, 이는 1분마다 한 번의 호출만 허용하도록 제한됩니다. 결과적으로 업데이트 엔드포인트가 간헐적으로 실패하여 시스템이 때때로 제대로 작동하는 것처럼 보일 때 예측할 수 없는 동작과 잘못된 보안 인식을 유발할 수 있습니다.

요약하면 문제는 비동기 작업을 부적절하게 처리하는 데 있으며, 이는 애플리케이션의 논리를 깨뜨릴 수 있는 잠재적인 경쟁 조건으로 이어집니다.

좋은 접근 방식:

@Injectable()
export class GoodAuthenticationService extends AbstractAuthenticationService {
  async loginToBackendService() {
    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com/login`, {
          password: 'password',
        }),
      );

      return response;
    } finally {
      this.loginInProgress = false;
    }
  }

  async sendProtectedRequest(route: string, data?: unknown) {
    if (!this.accessToken) {
      if (this.loginInProgress) {
        await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }

      // Critical: Set the flag before ANY promise call
      this.loginInProgress = true;

      try {
        await this.awsCloudwatchApiService.logLoginCallAttempt();
        const { data: loginData } = await this.loginToBackendService();
        this.accessToken = loginData.accessToken;
      } catch (e: any) {
        console.error(e?.response?.data);
        throw e;
      }
    }

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com${route}`, data, {
          headers: {
            Authorization: `Bearer ${this.accessToken}`,
          },
        }),
      );

      return response;
    } catch (e: any) {
      if (e?.response?.data?.statusCode === 401) {
        this.accessToken = null;
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }
      console.error(e?.response?.data);
      throw e;
    }
  }
}

이것이 좋은 접근 방식인 이유:

GoodAuthenticationService에서는 로그인 로직을 효율적으로 처리할 수 있도록 loginToBackendService 메소드가 구성되어 있습니다. 주요 개선 사항은 loginInProgress 플래그 관리입니다. 액세스 토큰이 없음을 확인한 이후 및 비동기 작업이 시작되기 이전으로 설정됩니다. 이렇게 하면 로그인 시도가 시작되면 다른 로그인 호출이 동시에 이루어질 수 없으므로 제한된 로그인 엔드포인트에 대한 여러 요청을 효과적으로 방지할 수 있습니다.

데모 지침

저장소를 복제합니다.

@Injectable()
export class BadAuthenticationService extends AbstractAuthenticationService {
  async loginToBackendService() {
    this.loginInProgress = true; // this is BAD, we are inside a promise, it's asynchronous. it's not synchronous, javascript can execute it whenever it wants

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com/login`, {
          password: 'password',
        }),
      );

      return response;
    } finally {
      this.loginInProgress = false;
    }
  }

  async sendProtectedRequest(route: string, data?: unknown) {
    if (!this.accessToken) {
      if (this.loginInProgress) {
        await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }

      try {
        await this.awsCloudwatchApiService.logLoginCallAttempt();
        const { data: loginData } = await this.loginToBackendService();
        this.accessToken = loginData.accessToken;
      } catch (e: any) {
        console.error(e?.response?.data);
        throw e;
      }
    }

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com${route}`, data, {
          headers: {
            Authorization: `Bearer ${this.accessToken}`,
          },
        }),
      );

      return response;
    } catch (e: any) {
      if (e?.response?.data?.statusCode === 401) {
        this.accessToken = null;
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }
      console.error(e?.response?.data);
      throw e;
    }
  }
}

필요한 종속성을 설치합니다.

@Injectable()
export class GoodAuthenticationService extends AbstractAuthenticationService {
  async loginToBackendService() {
    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com/login`, {
          password: 'password',
        }),
      );

      return response;
    } finally {
      this.loginInProgress = false;
    }
  }

  async sendProtectedRequest(route: string, data?: unknown) {
    if (!this.accessToken) {
      if (this.loginInProgress) {
        await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, 1000));
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }

      // Critical: Set the flag before ANY promise call
      this.loginInProgress = true;

      try {
        await this.awsCloudwatchApiService.logLoginCallAttempt();
        const { data: loginData } = await this.loginToBackendService();
        this.accessToken = loginData.accessToken;
      } catch (e: any) {
        console.error(e?.response?.data);
        throw e;
      }
    }

    try {
      const response = await firstValueFrom(
        this.httpService.post(`https://backend-service.com${route}`, data, {
          headers: {
            Authorization: `Bearer ${this.accessToken}`,
          },
        }),
      );

      return response;
    } catch (e: any) {
      if (e?.response?.data?.statusCode === 401) {
        this.accessToken = null;
        return this.sendProtectedRequest(route, data);
      }
      console.error(e?.response?.data);
      throw e;
    }
  }
}

애플리케이션을 실행합니다:

git clone https://github.com/zenstok/nestjs-singlethread-trap.git

요청 시뮬레이션:

• 잘못된 버전으로 두 가지 요청을 시뮬레이션하려면 다음을 호출하세요.

cd nestjs-singlethread-trap
npm install

좋은 버전으로 두 가지 요청을 시뮬레이션하려면 다음을 호출하세요.

npm run start

결론: JavaScript의 단일 스레드 함정 피하기

JavaScript는 단일 스레드이지만 Promise 및 이벤트 루프를 사용하여 HTTP 요청과 같은 비동기 작업을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 그러나 특히 공유 리소스(예: 토큰)와 관련된 시나리오에서 이러한 약속을 부적절하게 처리하면 경쟁 조건 및 중복 작업이 발생할 수 있습니다.
핵심은 이러한 함정을 피하기 위해 로그인과 같은 비동기 작업을 동기화하는 것입니다. JavaScript가 뒤에서 멀티태스킹을 수행하는 경우에도 항상 코드가 진행 중인 프로세스를 인식하고 적절한 순서를 보장하는 방식으로 요청을 처리하는지 확인하세요.

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위 내용은 JavaScript에서 단일 스레드 함정을 피하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!