아래는 Node.js 이벤트 루프 내에서 nextTickQueue와 microTaskQueue가 어떻게 작동하며, libuv와 어떻게 상호작용하는지에 대해 C++ 의사코드(pseudocode)와 함께 자세히 설명한 내용입니다.

1. 기본 개념

2. 이벤트 루프와 libuv의 역할

Node.js의 이벤트 루프는 libuv를 기반으로 여러 **단계(phase)**로 구성되며, 각 단계마다 특정 작업들을 처리합니다. 각 단계가 끝날 때마다 Node.js는 우선 **nextTickQueue**를, 그 다음 **microTaskQueue**를 처리합니다.

이벤트 루프 단계의 간단한 순서 (의사코드)

while (true) {
    // 1. Timers 단계: setTimeout, setInterval 콜백 실행
    processTimers();
    processNextTickQueue();
    processMicroTaskQueue();

    // 2. Pending Callbacks 단계: 시스템 I/O 관련 콜백 실행
    processPendingCallbacks();
    processNextTickQueue();
    processMicroTaskQueue();

    // 3. Poll 단계: 실제 I/O 이벤트 대기 및 처리 (libuv가 이 단계 담당)
    int events = libuv_poll();
    for (each event in events) {
        handleEvent(event); // 예: 네트워크, 파일 시스템 I/O 처리
    }
    processNextTickQueue();
    processMicroTaskQueue();

    // 4. Check 단계: setImmediate 콜백 실행
    processImmediateCallbacks();
    processNextTickQueue();
    processMicroTaskQueue();

    // 5. Close Callbacks 단계: 소켓 종료 등 클린업 작업
    processCloseCallbacks();
    processNextTickQueue();
    processMicroTaskQueue();
}

libuv와의 상호 작용

3. 실제 C++ 의사코드를 통한 예시

아래 코드는 Node.js의 이벤트 루프와 libuv, 그리고 nextTick와 microTask 큐의 처리를 단순화하여 보여줍니다.

#include <iostream>
#include <queue>
#include <functional>
#include <thread>
#include <chrono>

// 간단한 형태의 nextTickQueue와 microTaskQueue
std::queue<std::function<void()>> nextTickQueue;
std::queue<std::function<void()>> microTaskQueue;

// 모의 함수: nextTick에 작업 추가
void processNextTick(std::function<void()> fn) {
    nextTickQueue.push(fn);
}

// 모의 함수: microTask에 작업 추가
void processMicroTask(std::function<void()> fn) {
    microTaskQueue.push(fn);
}

// 각 큐를 처리하는 함수
void runNextTickQueue() {
    while (!nextTickQueue.empty()) {
        auto fn = nextTickQueue.front();
        nextTickQueue.pop();
        fn();
    }
}

void runMicroTaskQueue() {
    while (!microTaskQueue.empty()) {
        auto fn = microTaskQueue.front();
        microTaskQueue.pop();
        fn();
    }
}

// 모의 libuv poll 단계 (여기서는 단순히 타이머처럼 동작)
void libuvPollPhase() {
    // 여기서 실제 I/O 이벤트가 발생했다고 가정
    std::cout << "[Poll] I/O 이벤트 감지" << std::endl;
    // 예: I/O 완료 콜백을 큐에 추가
    processMicroTask([](){
        std::cout << "[MicroTask] I/O 완료 콜백 실행" << std::endl;
    });
}

int main() {
    // 초기 작업: process.nextTick() 사용 예
    processNextTick([](){
        std::cout << "[NextTick] 초기 작업 실행" << std::endl;
    });

    // 모의 이벤트 루프
    for (int tick = 0; tick < 3; ++tick) {
        std::cout << "\\n=== 이벤트 루프 단계 " << tick << " 시작 ===" << std::endl;

        // 타이머 단계 (예: setTimeout)
        std::cout << "[Timers] 타이머 콜백 실행" << std::endl;
        processMicroTask([](){
            std::cout << "[MicroTask] 타이머 콜백 실행" << std::endl;
        });
        runNextTickQueue();
        runMicroTaskQueue();

        // I/O 이벤트 단계 (poll 단계)
        libuvPollPhase();
        runNextTickQueue();
        runMicroTaskQueue();

        // Check 단계 (예: setImmediate)
        std::cout << "[Check] setImmediate 콜백 실행" << std::endl;
        processNextTick([](){
            std::cout << "[NextTick] setImmediate 후 실행" << std::endl;
        });
        runNextTickQueue();
        runMicroTaskQueue();

        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
    }

    return 0;
}

코드 설명

  1. 큐의 정의와 처리:
  2. 모의 이벤트 루프: