JavaScript/Node.jsの非同期処理・同期処理について。

Question

JavaScriptやNode.jsの勉強を最近始めたプログラミング初心者です。

表題の通り、非同期・同期処理についていくつか分からない点があるので、ぜひご回答いただければ幸いです...m(_ _)m

1. ChromeでJavaScriptを動かす時やNode.jsを使う時、V8エンジンの上で実行されると思いますが、この際に、(元々シングルスレッドである)JavaScriptがV8エンジンが提供する他のスレッドも利用できるようになることで、他のスレッドに処理とイベントを登録でき、非同期処理が実現できる、という認識でいるのですがこれは正確な物でしょうか？

2. サーバーとの通信の結果（レスポンス）を使う処理をしたい場合、サーバーとの通信とその結果を使った処理を「同期的」にするために、PromiseやAsync&Awaitがあるのでしょうか？

Comments

[Lhankor_Mhy]

Qiitaにちょうどよく記事が挙がっていました。
https://qiita.com/teradonburi/items/10940042c05ff432d8d0

[atokbo]

情報提供いただきありがとうございます^^
理解をまた少し深められたと思います！

Answer 1

基本的にJavaScriptはシングルスレッドなので同期処理だけです。
非同期を実現する為にイベント駆動を採用しています。

EventEmitterにAの条件を満たしたら、引数のB関数を実行してね。
…というお願いだけしたら、さっさと処理を終了させ待機状態になります。
(ブラウザにはEventのAPIが用意されていますが、Node.jsはそのAPIが無いのでEventEmitterをこしらえて代用しているといった所です)

待機状態ではイベントの監視のみを行います。
イベント達成条件を満たしたらその関数を1個取り上げて超高速処理で完結。
そして必要に応じてイベント登録を行いまた待機状態に戻る。
この流れをイベントループと呼んだりします。

基本的には擬似的な並列処理です。
例えばsetTimeout(fn, 1000)を実行しても、1,004ミリ秒後という感じで多少発火がずれます。
同期処理やイベントループの巡回などの都合で発火タイミングは多少狂います。

因みにWorker Threadsなどを使って完全な並列処理なんかも作れると思いますが、
そもそもNode.jsでどれだけやるかみたいな話になりそうなので割愛です。

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サーバーとの通信の結果（レスポンス）を使う処理をしたい場合、サーバーとの通信とその結果を使った処理を「同期的」にするために、PromiseやAsync&Awaitがあるのでしょうか？

まぁそんな感じですね。
記述を同期に近づけただけで、実体は非同期処理の羅列ですけどね。
ちょっとその辺解説します。

JavaScriptはシングルスレッドです。
一瞬で処理を終了させてイベントループを回さなければなりません。
そもそも同期処理内で待つという思想はなく、sleepすら存在しません。

サーバーの役割次第ですが、
WebサーバーはChromeなどのブラウザからの通信を「待つ」わけですよね？
「待つ」にはイベント登録が必要不可欠です。

それではコードがイベント登録だらけでかなり読み辛くなってしまいます。
なので「せめてコードだけでも同期的に書きたい」という要望が生まれ、
その要望に合致するのがPromise + async/awaitです。

これらを利用することで、あたかも同期処理っぽくコードが記述できるようになりました。
しかし、結局は非同期処理の向こうに飛ばしているわけで、二度と同期処理には戻ってこれません。

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[atokbo]

なるほど...!!
とても詳しく解説していただきありがとうございます！やっと非同期処理がどういうものか感覚が掴めてきた気がします。今回はご回答いただきありがとうございました！

Answer 2

まずなんですが「非同期と同期」の話と「並列同時処理」の話は全く別物です。
私は「他のスレッド」って聞くと「同時に処理するよ！」みたいなイメージなんで…

いい感じに処理しているだけで「非同期」は「並列」ではないです。
シングルスレッドの通り確か関数単位で一つの関数が終わるまで他は待っているはずです。

PromiseやAsync&Awaitは「簡単にわかりやすく書けるようにしただけ」って感じで「同期的にするために」
あるってわけじゃないです。コールバックで書きまくってかけないことはないんじゃないですかね？

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[atokbo]

今回はご回答いただきありがとうございました！^^

Answer 3

JavaScript はシングルスレッドですので、ブラウザ側/NodeJS側を問わず、非同期です
（コールバック地獄 or Promise(糖衣構文のasync/await)によるフロー制御を選ぶ形）。

標準モジュールの中には、同期処理できるように実装した特殊なAPI関数もありますが、どれも Sync サフィックスで命名されています。（公式：NodeJS Documentation）

V8エンジンのような並行処理は、Clusterモジュールを使うことで、その恩恵を受けることができます。
ハードウェアに搭載されたCPUのコア数分、同じサーバープログラムを実行して並列で要求を待つ例は多いです。（Google検索：NodeJS Cluster）

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[atokbo]

今回はご回答いただきありがとうございました！^^