이 포스트는 노드가 기본적으로 제공하는 객체와 모듈 사용법에 대해 알아본다.
모듈을 사용하면서 버퍼와 스트림, 동기와 비동기, 이벤트, 예외 처리에 대해서도 알아본다.

소스는 assu10/nodejs.git 에 있습니다.

eslint 설정
REPL 사용
모듈 생성
노드 내장 객체
global
console
console
__filename, __dirname
module, exports, require
process
노드 내장 모듈 사용
os
path
url
querystring
crypto
util

eslint 설정

> npm i -D eslint
> npm i -D prettier --save-exact
> npm i -D eslint-config-prettier eslint-plugin-prettier
> ./node_modules/.bin/eslint --init
✔ How would you like to use ESLint? · problems
✔ What type of modules does your project use? · esm
✔ Which framework does your project use? · none
✔ Does your project use TypeScript? · No / Yes
✔ Where does your code run? · browser
✔ What format do you want your config file to be in? · JSON

--save-exact 는 버전이 달라지면서 생길 스타일의 변화를 막아주는 역할을 한다.
eslint-config-prettier 는 Prettier 와 충돌할 설정들을 비활성화 한다.
eslint-plugin-prettier 는 코드 포맷 시 Prettier 를 사용하게 만드는 규칙을 추가한다.

package.json

  "devDependencies": {
    "eslint": "^8.0.0",
    "eslint-config-prettier": "^8.3.0",
    "eslint-plugin-prettier": "^4.0.0",
    "prettier": "2.4.1"
  }

.eslintrc.json

{
  "env": {
    "browser": true,
    "es2021": true,
    "node": true
  },
  "extends": ["eslint:recommended", "plugin:prettier/recommended"],
  "parserOptions": {
    "ecmaVersion": 13,
    "sourceType": "module"
  },
  "rules": {
  }
}

.prettierrc.js

module.exports = {
    singleQuote: true,
    // 문자열은 따옴표로 formatting
    semi: true,
    //코드 마지막에 세미콜른이 있게 formatting
    useTabs: false,
    //탭의 사용을 금하고 스페이스바 사용으로 대체하게 formatting
    tabWidth: 2,
    // 들여쓰기 너비는 2칸
    trailingComma: 'all',
    // 자세한 설명은 구글링이 짱이긴하나 객체나 배열 키:값 뒤에 항상 콤마를 붙히도록 	  	//formatting
    printWidth: 80,
    // 코드 한줄이 maximum 80칸
    arrowParens: 'avoid',
    // 화살표 함수가 하나의 매개변수를 받을 때 괄호를 생략하게 formatting
    endOfLine: "auto"
};

1. REPL 사용

입력한 코드를 읽고 (Read), 해석하고 (Eval), 결과물을 반환하고 (Print), 종료할 때까지 반복 (Loop) 하는 것을 REPL 이라고 한다.

노드의 REPL 을 이용해보자.

콘솔창에서 node 라고 입력하면 노드의 REPL 을 이용할 수 있다.

> node  # 노드의 REPL
Welcome to Node.js v16.6.0.
Type ".help" for more information.

> const str = 'hello~'
undefined
> console.log(str)
hello~
undefined
>

2. 모듈 생성

노드는 코드를 모듈로 만들 수 있다는 점에서 브라우저의 자바스크립트와 다르다.

모듈
특정한 기능을 하는 함수나 변수들의 집합

아래의 require, module.exports 는 ES2015 이전의 문법이다.
ES2015 버전의 문법은 import, export default 이다.
노드 9 버전부터 ES2015 의 모듈 시스템을 사용할 수 있지만 파일 확장자를 mjs 로 지정해야 하는 제한이 있다. mjs 대신 js 확장자를 사용하려면 package.json 에서 type: “module” 속성을 추가하면 된다.

var.js

const odd = "홀수";
const even = "짝수";

module.exports = {
  odd,
  even,
};

func.js

const { odd, even } = require("./var");

function checkOddOrEven(num) {
  if (num % 2) {
    return odd;
  }
  return even;
}

module.exports = checkOddOrEven;

index.js (ES2015 이전 문법)

const { odd, even } = require("./var");
const checkNumber = require("./func");

function checkStringOddOrEven(str) {
  if (str.length % 2) {
    return odd;
  }
  return even;
}

console.log(checkStringOddOrEven("hello"));
console.log(checkNumber(10));

module.exports = checkStringOddOrEven;

index.js (ES2015 이후 문법)

import { even, odd } from "./var";
import checkNumber from "./func";

function checkStringOddOrEven(str) {
  if (str.length % 2) {
    return odd;
  }
  return even;
}

console.log(checkStringOddOrEven("hello"));
console.log(checkNumber(10));

export default checkStringOddOrEven;

> node index
홀수
짝수

3. 노드 내장 객체

3.1. global

브라우저의 window 와 같은 전역 객체이다. 전역 객체이므로 모든 파일에서 접근 가능하고, window.open 을 open 으로 사용할 수 있는 것처럼 global 로 생략이 가능하다.
예) global.require 를 require 로 사용, global.console 을 console 로 사용

global 객체 내부에는 많은 속성들이 있는데 이 내부를 보려면 REPL 을 이용해야 한다.

node
Welcome to Node.js v16.6.0.
Type ".help" for more information.
> global
<ref *1> Object [global] {
  global: [Circular *1],
  clearInterval: [Function: clearInterval],
  clearTimeout: [Function: clearTimeout],
  setInterval: [Function: setInterval],
  setTimeout: [Function: setTimeout] {
    [Symbol(nodejs.util.promisify.custom)]: [Getter]
  },
  queueMicrotask: [Function: queueMicrotask],
  performance: Performance {
    nodeTiming: PerformanceNodeTiming {
      name: 'node',
      entryType: 'node',
      startTime: 0,
      duration: 2964.2559480667114,
      nodeStart: 3.1854209899902344,
      v8Start: 4.410906076431274,
      bootstrapComplete: 30.637053966522217,
      environment: 18.627029180526733,
      loopStart: 53.917073011398315,
      loopExit: -1,
      idleTime: 2883.690295
    },
    timeOrigin: 1633863509511.48
  },
  clearImmediate: [Function: clearImmediate],
  setImmediate: [Function: setImmediate] {
    [Symbol(nodejs.util.promisify.custom)]: [Getter]
  }
}

> global.console
Object [console] {
  log: [Function: log],
  warn: [Function: warn],
  dir: [Function: dir],
  time: [Function: time],
  timeEnd: [Function: timeEnd],
  timeLog: [Function: timeLog],
  trace: [Function: trace],
  assert: [Function: assert],
  clear: [Function: clear],
  count: [Function: count],
  countReset: [Function: countReset],
  group: [Function: group],
  groupEnd: [Function: groupEnd],
  table: [Function: table],
  debug: [Function: debug],
  info: [Function: info],
  dirxml: [Function: dirxml],
  error: [Function: error],
  groupCollapsed: [Function: groupCollapsed],
  Console: [Function: Console],
  profile: [Function: profile],
  profileEnd: [Function: profileEnd],
  timeStamp: [Function: timeStamp],
  context: [Function: context]
}

global 은 전역 객체라는 점을 이용하여 파일 간 간단한 데이터를 공유할 때 사용하기도 한다. 하지만 이를 남용하면 유지 보수에 어려움이 있으므로 다른 파일의 값을 사용할 때는 모듈 형식으로 만들어 명시적으로 값을 불러와서 사용하는 것이 좋다.

globalA.js

module.exports = () => global.message;

globalB.js

const A = require('./3.4.1-globalA');

global.message = '안녕하세요';
console.log(A());   // 안녕하세요.

3.2. console

console.time(레이블)
- console.timeEnd(레이블) 과 대응되어 같은 레이블을 가진 time 과 timeEnd 사이의 시간 측정
console.table(배열)
- 배열의 요소로 객체 리터럴을 넣으면 객체 속성들이 테이블 형식으로 표현됨
console.dir(객체, 옵션)
- 객체를 콘솔에 표시할 때 사용하는데 옵션에서 colors 를 true 로 하면 콘솔에 색이 추가되어 가독성이 높아지고, depth 의 숫자는 객체의 몇 단계까지 보여줄 지를 결정한다. (기본값 2)
console.trace(레이블)
- 에러가 어디서 발생했는지 추적 가능하게 해준다. 에러 위치가 나오지 않을 때 사용하면 유용하다.

console.js

const str = 'abc';
const num = 1;
const bool = true;
const obj = {
  outside: {
    inside: {
      key: 'value',
    },
  },
};

console.time('전체시간');

console.log(str, num, bool);
console.error('이것은 에러');

console.table([
  { name: 'assu', age: 20 },
  { name: 'jhlee', age: 21 },
]);

console.dir(obj, { colors: false, depth: 2 });
console.dir(obj, { colors: true, depth: 1 });

console.time('시간측정');
for (let i = 0; i < 100000; i++) {}
console.timeEnd('시간측정');

function b() {
  console.trace('에러 위치 추적');
}

function a() {
  b();
}

a();

console.timeEnd('전체시간');

abc 1 true
이것은 에러
┌─────────┬─────────┬─────┐
│ (index) │  name   │ age │
├─────────┼─────────┼─────┤
│    0    │ 'assu'  │ 20  │
│    1    │ 'jhlee' │ 21  │
└─────────┴─────────┴─────┘
{ outside: { inside: { key: 'value' } } }
{ outside: { inside: [Object] } }
시간측정: 2.088ms
Trace: 에러 위치 추적
    at b (/Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/console.js:30:11)
    at a (/Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/console.js:34:3)
    at Object.<anonymous> (/Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/console.js:37:1)
    at Module._compile (node:internal/modules/cjs/loader:1101:14)
    at Object.Module._extensions..js (node:internal/modules/cjs/loader:1153:10)
    at Module.load (node:internal/modules/cjs/loader:981:32)
    at Function.Module._load (node:internal/modules/cjs/loader:822:12)
    at Function.executeUserEntryPoint [as runMain] (node:internal/modules/run_main:79:12)
    at node:internal/main/run_main_module:17:47
전체시간: 12.097ms

3.3. 타이머

setTimeout(콜백, 밀리초)
- 주어진 ms 이후에 콜백 함수 실행
setInterval(콜백, 밀리초)
- 주어진 ms 마다 콜백 함수 실행
setImmediate(콜백)
- 콜백 함수 즉시 실행

위 타이머 함수들은 모두 아이디를 반환하는데 이 아이디를 사용하여 타이머를 취소할 수 있다.

clearTimeout(아이디)
clearInterval(아이디)
clearImmediate(아이디)

timer.js

setTimeout(() => {
  console.log('1.5 초후 실행');
}, 1500);

const interval = setInterval(() => {
  console.log('1초마다 실행');
});

const timeout2 = setTimeout(() => {
  console.log('실행되지 않음');
});

setTimeout(() => {
  clearTimeout(timeout2);
  clearInterval(interval);
}, 2500);

setImmediate(() => {
  console.log('즉시 실행');
});

const immediate2 = setImmediate(() => {
  console.log('실행되지 않습니다');
});

clearImmediate(immediate2);

파일 시스템 접근, 네트워킹 같은 I/O 작업의 콜백 함수 안에서 타이머를 호출하는 경우에는 setImmediate(콜백)가 setTimeout(콜백, 0) 보다 먼저 호출된다.
헷갈리지 않도록 setTimeout(콜백, 0) 은 사용하지 않는 것을 권장한다.

3.4. `filename`, `dirname`

각각 현재의 파일명과 경로를 리턴한다.

console.log(__filename); // /Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/index.js
console.log(__dirname); // /Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src

경로 구분자의 경우 \, / 의 문제를 해결하기 위해 뒤의 4.2. path 에서 볼 path 모듈과 함께 쓴다.

3.5. module, exports, require

3.5.1. module, exports

지금까지 모듈을 생성할 때 module.exports 만 사용했는데 module 객체 말고 exports 객체로도 모듈을 생성할 수 있다.

2. 모듈 생성 의 var.js 를 아래처럼 수정해도 동일하게 index.js 에서 사용 가능하다.

// var.js

/*
const odd = '홀수';
const even = '짝수';

module.exports = {
  odd,
  even,
};
*/
exports.odd = '홀수';
exports.even = '짝수';


//index.js

/*import { even, odd } from './3.1.1-var';
import checkNumber from './3.1.1-func';*/

const { odd, even } = require('./3.1.1-var');
const checkNumber = require('./3.1.1-func');

3.5.2. `require.cache`

여기선 require 함수의 require.cache 속성에 대해 알아본다.

require.js

console.log('require 가 가장 위에 오지 않아도 됨');

module.exports = 'find me~';

require('./3.1.1-var');

console.log('require.cache..', require.cache);
console.log('require.main === module..', require.main === module);
console.log('require.main.filename..', require.main.filename);

node 3.5.1-require    
require 가 가장 위에 오지 않아도 됨
require.cache.. [Object: null prototype] {
  '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.5.1-require.js': Module {
    id: '.',
    path: '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src',
    exports: 'find me~',
    filename: '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.5.1-require.js',
    loaded: false,
    children: [ [Module] ],
    paths: [
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/node_modules',
      '/Users/myhome/node_modules',
      '/Users/node_modules',
      '/Users/node_modules',
      '/node_modules'
    ]
  },
  '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.1.1-var.js': Module {
    id: '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.1.1-var.js',
    path: '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src',
    exports: { odd: '홀수', even: '짝수' },
    filename: '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.1.1-var.js',
    loaded: true,
    children: [],
    paths: [
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/01_nodejs/node_modules',
      '/Users/myhome/02_Study/node_modules',
      '/Users/myhome/node_modules',
      '/Users/node_modules',
      '/Users/node_modules',
      '/node_modules'
    ]
  }
}
require.main === module.. true
require.main.filename.. /Users/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/3.5.1-require.js

require 가 반드시 최상단에 위치할 필요는 없고, module.exports 도 최하단에 위치할 필요는 없다.

만일 두 모듈이 서로를 require 한다면 어떻게 될까?
아래와 같은 두 파일이 서로를 require 한다고 해보자.

dep1.js

const dep2 = require('./3.5.2-dep2');

console.log('require dep2:', dep2);
module.exports = () => {
  console.log('dep2', dep2);
};

dep2.js

const dep1 = require('./3.5.2-dep1');

console.log('require dep1:', dep1);
module.exports = () => {
  console.log('dep1', dep1);
};

dep-run.js

const dep1 = require('./3.5.2-dep1');
const dep2 = require('./3.5.2-dep2');

dep1();
dep2();

> node 3.5.2-dep-run.js 
require dep1: {}
require dep2: [Function (anonymous)]
dep2 [Function (anonymous)]
dep1 {}
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(nodejs.util.inspect.custom)' of module exports inside circular dependency
(Use `node --trace-warnings ...` to show where the warning was created)
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'constructor' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(Symbol.toStringTag)' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(Symbol.iterator)' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(nodejs.util.inspect.custom)' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'constructor' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(Symbol.toStringTag)' of module exports inside circular dependency
(node:71459) Warning: Accessing non-existent property 'Symbol(Symbol.iterator)' of module exports inside circular dependency

위 로그를 보면 코드가 위에서부터 실행되므로 require(‘./3.5.2-dep1’) 이 실행되고 dep1.js 의 require(‘./3.5.2-dep2’) 가 실행된다.
다시 dep2.js 에서는 require(‘./3.5.2-dep1’) 가 실행된다.

보면 dep1 의 module.exports 가 함수가 아닌 빈 객체로 표시된다.

이러한 현상을 순환 참조 라고 하는데 이렇게 순환 참조가 있는 경우 순환 참조가 되는 대상을 빈 객체로 만든다.
에러가 발생하지 않고 조용히 빈 객체로 변경되므로 예기치못한 동작이 발생할 수 있으므로 순환 참조가 발생하지 않도록 구조를 잘 잡아야 한다.

3.6. `process`

process 는 현재 실행되고 있는 노드 프로세스에 대한 정보를 담고 있다.

REPL 에 아래와 같이 입력하여 확인해볼 수 있다.

> node
process.version
'v16.6.0' // 설치된 노드 버전
> process.arch
'x64' // 프로세서 아키텍처 정보. arm, ia32..
> process.platform
'darwin'  // 운영체제 플랫폼 정보. linux, darwin, freebsd..
> process.pid
73385   // 현재 프로세스의 아이디
> process.uptime()
39.635160857  // 프로세스가 시작된 후 흐른 시간 (seconds)
> process.execPath
'/usr/local/bin/node' // 노드 경로
> process.cwd()
'/Users/yourcomputer' // 현재 프로세스가 실행되는 위치
> process.cpuUsage()
{ user: 338856, system: 56582 } // 현재 cpu 사용량

위 정보들의 사용 빈도는 높지 않지만 운영체제나 실행 환경별로 다른 동작을 하고 싶을 때 사용한다.

3.6.1. `process.env`

REPL 에 process.env 를 입력하면 많은 정보가 출력되는데 이 정보들은 보두 시스템 환경 변수이다.
노드에 직접적인 영향을 미치는 대표적인 시스템 환경 변수로는 UV_THREADPOOL_SIZE와 NODE_OPTIONS 가 있다.

UV_THREADPOOL_SIZE=--max-old-space-size=8092
NODE_OPTIONS=8

NODE_OPTIONS 는 노드를 실행할 때의 옵션들을 입력받는 환경변수인데 --max-old-space-size=8092 는 노드의 메모리를 8GB 까지 사용할 수 있게 한다는 의미이다. 좀 더 자세한 내용은 NODE_OPTIONS 를 참고바란다.

UV_THREADPOOL_SIZE 은 노드에서 기본적으로 사용하는 스레드풀의 스레드 갯수를 조절하는 변수이다.

UV_THREADPOOL_SIZE 에 는 Node.js - 파일시스템 의 5. 스레드풀 을 참고하세요.

시스템 환경 변수 외에도 임의로 환경 변수를 저장할 수 있다.
process.env 는 서비스의 중요한 키를 저장하는 공간으로도 사용한다. 예를 들어 서버나 DB 의 비밀번호나 각종 API 의 키를 코드에 입력하는 것은 위험하므로 아래와 같이 process.env 속성으로 대체한다.

const secretId = process.env.SECRET_ID;
const secretCode = process.env.SECRET_CODE;

process.env 에 임의의 환경 변수를 넣는 방법은 Node.js - Express (1): 미들웨어 의 2. 미들웨어 중 dotenv 를 참고하세요.

3.6.2. `process.nextTick(콜백)`

process.nextTick(콜백) 은 이벤트 루프가 다른 콜백 함수들보다 먼저 처리되게 한다.

아래 코드를 보자.

nextTick.js

setImmediate(() => {
  console.log('immediate~');
});

process.nextTick(() => {
  console.log('nextTick~');
});

setTimeout(() => {
  console.log('timeout~');
}, 0);

Promise.resolve().then(() => console.log('promise~'));
/*
nextTick~
promise~
timeout~
immediate~
*/

process.nextTick(콜백) 은 setTimeout 이나 setImmediate 보다 먼저 실행된다.
Promise.resolve 된 Promise 도 nextTick 처럼 다른 콜백들보다 우선시되는데 이를 구분하기 위해 process.nextTick(콜백) 과 Promise 를 마이크로태스크 라고 구분지어 부른다.

3.6.3. `process.exit(코드)`

process.exit(코드) 는 실행 중인 노드 프로세스를 종료한다.

서버 환경에서 이 함수를 사용하면 서버가 멈추기 때문에 특수한 경우를 제외하고는 잘 사용하지 않지만 서버 외의 독립적인 프로그램에서 수동으로 노드를 멈추기위해서는 사용한다.

exit.js

let i = 1;
setInterval(() => {
  if (i === 5) {
    console.log('stop');
    process.exit();
  }
  console.log(i);
  i += 1;
}, 1000);

/*
1
2
3
4
stop
*/

process.exit(코드) 에 인수를 코드로 줄 수 있는데 인수를 주지 않거나 0 을 주면 정상 종료를 뜻하고, 1 을 주면 비정상 종료를 뜻한다. 에러가 발생해서 종료하는 경우에는 1을 넣으면 된다.

4. 노드 내장 모듈 사용

4.1. `os`

웹 브라우저에서 사용되는 자바스크립트는 운영 체제의 정보를 가져올 수 없지만 노드는 os 모듈에 정보가 담겨있어 정보를 가져올 수 있다.

os.js

const os = require('os');

console.log('운영체제 정보---------');
console.log('os.arch():', os.arch()); // process.arch 와 동일
console.log('os.platform():', os.platform()); // process.platform 과 동일
console.log('os.type():', os.type()); // 운영체제의 종류
console.log('os.uptime():', os.uptime()); // 운영체제 부팅 이후 흐른 시간 (seconds)
console.log('os.hostname():', os.hostname()); // 컴퓨터의 이름
console.log('os.release():', os.release()); // 운영체제의 버전

console.log('경로------------');
console.log('os.homedir():', os.homedir());
console.log('os.tmpdir():', os.tmpdir());

console.log('cpu 정보-------------');
console.log('os.cpus():', os.cpus()); // 컴퓨터의 코어 정보
console.log('os.cpus().length:', os.cpus().length); // 코어 갯수

console.log('메모리 정보-----------');
console.log('os.freemem():', os.freemem()); // 사용가능한 메모리(RAM)
console.log('os.totalmem():', os.totalmem()); // 전체 메모리 용량

운영체제 정보---------
os.arch(): x64
os.platform(): darwin
os.type(): Darwin
os.uptime(): 1229797
os.hostname(): -MacBookPro.local
os.release(): 20.6.0
경로------------
os.homedir(): /Users/username
os.tmpdir(): /var/folders/52/152mnlz94mq4pv238l5q91gm0000gn/T
cpu 정보-------------
os.cpus(): [
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 40473350, nice: 0, sys: 29556590, idle: 312429490, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 2035780, nice: 0, sys: 1517170, idle: 377597410, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 40172510, nice: 0, sys: 19048140, idle: 321936510, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 1972660, nice: 0, sys: 1216270, idle: 377961090, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 25547300, nice: 0, sys: 13897010, idle: 341712290, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 2088680, nice: 0, sys: 1134590, idle: 377926250, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 21786840, nice: 0, sys: 11417770, idle: 347951410, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 2188490, nice: 0, sys: 1052490, idle: 377908040, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 18438910, nice: 0, sys: 9046630, idle: 353669900, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 2282100, nice: 0, sys: 959040, idle: 377907390, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 15867070, nice: 0, sys: 7087270, idle: 358200520, irq: 0 }
  },
  {
    model: 'Intel(R) Core(TM) i7-9750H CPU @ 2.60GHz',
    speed: 2600,
    times: { user: 2364070, nice: 0, sys: 881780, idle: 377902180, irq: 0 }
  }
]
os.cpus().length: 12
메모리 정보-----------
os.freemem(): 1336008704
os.totalmem(): 17179869184

os.cpus().length 는 코어의 갯수가 나온다. 노드에서 싱글 스레드 프로그래밍을 하면 코어가 몇 개든 상관없이 대부분의 경우 코어를 하나밖에 사용하지 않는다. 다음 포스트에 나오는 cluster 모듈을 사용하는 경우에는 코어 개수에 맞춰서 프로세스를 늘릴 수 있다.

4.2. `path`

path 는 폴더와 파일의 경로를 쉽게 조작할 수 있도록 해주는 모듈이다.

path 모듈이 필요한 유 중 하나는 운영체제별로 경로 구분자가 다르기 때문이다.

윈도우 타입 : C\Users 처럼 \ 로 구분
POSIX 타입 (유닉스 기반의 운영체제들로 맥, 리눅스 등) : /home/assu 처럼 / 로 구분

이 외에도 파일 경로에서 파일명이나 확장자만 따로 떼어주는 기능 등도 있다.

path.js

const path = require('path');

console.log(`path.sep: ${path.sep}`); // 경로 구분자, 윈도우는 \, POSIX 는 /
console.log(`path.delimiter: ${path.delimiter}`); // 환경변수 구분자, 윈도우는 ;, POSIX 는 :, process.env.PATH 입력 시 여러 개의 경로가 이 구분자로 구분되어 있음
console.log(`process.env.PATH: ${process.env.PATH}`);
console.log('-------------------------');

console.log(`__filename: ${__filename}`); // 경로를 포함한 파일명
console.log(`path.dirname(__filename): ${path.dirname(__filename)}`); // 파일이 위치한 폴더 경로
console.log(`path.extname(__filename): ${path.extname(__filename)}`); // 파일 확장자
console.log(`path.basename(__filename): ${path.basename(__filename)}`); // 파일의 이름 (확장자 포함)
console.log(
  `path.basename(__filename, path.extname(__filename): ${path.basename(
    __filename,
    path.extname(__filename),
  )}`,
); // 확장자를 뺀 파일명
console.log('-------------------------');

console.log('path.parse(__filename): ', path.parse(__filename)); // 파일 경로를 root, dir, base(파일명), ext, name 으로 분리
console.log(
  `path.format(): ${path.format({
    dir: 'C://users/assu',
    name: 'path',
    ext: '.js',
  })}`,
); // path.parse() 한 객체를 파일 경로로 합침
console.log(
  `path.normalize(): ${path.normalize('C://users///assu///path.js')}`,
); // \ 나 / 를 실수로 여러 번 사용 시 정상적인 경로로 변환
console.log('-------------------------');

console.log(`path.isAbsolute(/home): ${path.isAbsolute('/home')}`); // 파일의 경로가 절대경로이면 true
console.log(`path.isAbsolute(./home): ${path.isAbsolute('./home')}`);
console.log('-------------------------');

console.log(
  `path.relative(): ${path.relative('C://users/assu/path.js', 'C://')}`,
); // 첫 번째 인자의 경로에서 두 번째 경로로 가는 방법
console.log(`__dirname: ${__dirname}`);
console.log(
  `path.join(): ${path.join(__dirname, '..', '..', '/users', '.', '/assu')}`,
); // 하나의 경로로 합치며, 상대경로인 .. 와 . 도 알아서 처리함
console.log(
  `path.resolve(): ${path.resolve(__dirname, '..', 'users', '.', '/assu')}`,
); // 뒤에 설명

path.sep: /
path.delimiter: :
process.env.PATH: /Users/assu/.rbenv/shims:/Users/assu/.rbenv/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin
-------------------------
__filename: /Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src/4.1.2-path.js
path.dirname(__filename): /Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src
path.extname(__filename): .js
path.basename(__filename): 4.1.2-path.js
path.basename(__filename, path.extname(__filename): 4.1.2-path
-------------------------
path.parse(__filename):  {
  root: '/',
  dir: '/Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src',
  base: '4.1.2-path.js',
  ext: '.js',
  name: '4.1.2-path'
}
path.format(): C://users/assu/path.js
path.normalize(): C:/users/assu/path.js
-------------------------
path.isAbsolute(/home): true
path.isAbsolute(./home): false
-------------------------
path.relative(): ../../..
__dirname: /Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/chap03/src
path.join(): /Users/assu/myhome/02_Study/01_nodejs/mynode/users/assu
path.resolve(): /assu

path.join() 과 path.resolve() 는 비슷하지만 약간 다르게 동작한다. \ 를 만나면 path.resolve() 는 절대 경로로 인식해서 앞의 경로를 무시하지만 path.join() 은 상대 경로로 처리한다.

console.log(
  `path.join(): ${path.join('/a', '/b', 'c')}`,
); // //a/b/c
console.log(
  `path.resolve(): ${path.resolve('/a', '/b', 'c')}`,
);  // /b/c

윈도우에서 POSIX 스타일 경로를 사용하거나 혹은 그 반대일 경우는 아래와 같이 사용한다. path.posix.sep, path.posix.join(), path.win32.sep, path.win32.join()

4.3. `url`

url 처리 방식에는 크게 두 가지 방식이 있다.

노드 버전 7 에서 추가된 WHATWG 방식의 url 과 예전부터 노드에서 사용하던 방식의 url 인데, 두 가지 방법 다 알아두는 것이 좋다.

url.js

const url = require('url');

const { URL } = url;
const myURL = new URL('http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor');
console.log('new URL(): ', myURL);  // WHATWG 방식의 url
console.log('url.format(): ', url.format(myURL));

console.log('----------');

// 기존 노드 방식
const parsedUrl = url.parse(
  'http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor',
);
console.log('url.parse(): ', parsedUrl);
console.log('url.format(): ', url.format(parsedUrl));

new URL():  URL {
  href: 'http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor',
  origin: 'http://www.assu.co.kr',
  protocol: 'http:',
  username: '',
  password: '',
  host: 'www.assu.co.kr',
  hostname: 'www.assu.co.kr',
  port: '',
  pathname: '/node/study.js',
  search: '?q1=haha',
  searchParams: URLSearchParams { 'q1' => 'haha' },
  hash: '#anchor'
}
url.format():  http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor
----------
url.parse():  Url {
  protocol: 'http:',
  slashes: true,
  auth: null,
  host: 'www.assu.co.kr',
  port: null,
  hostname: 'www.assu.co.kr',
  hash: '#anchor',
  search: '?q1=haha',
  query: 'q1=haha',
  pathname: '/node/study.js',
  path: '/node/study.js?q1=haha',
  href: 'http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor'
}
url.format():  http://www.assu.co.kr/node/study.js?q1=haha#anchor

URL 객체에 주소를 넣어 객체로 만들면 주소가 부분별로 정리된다.
이 방법은 WHATWG 의 방식으로 username, password, origin, searchParams 속성이 있다.

기존 노드 방식은 아래 두 메서드를 주로 사용한다.

url.parse(url 주소) : 주소 분해, WHATWG 에 있는 username, password 대신 auth 속성이 있고, searchParams 대신 query 가 있다.
url.format(객체) : 분해된 url 객체를 다시 원래 상태로 조립, WHATWG 방식의 url 과 기존 노드의 url 모두 사용 가능

/node/study.js 처럼 host 부분 없이 pathname 만 오는 경우는 WHATWG 방식으로 처리할 수 없으므로 기존 노드 url 형식을 사용해야 한다.

WHATWG 방식은 search 부분을 searchParams 객체로 반환하므로 파라미터 처리 시 유용하게 사용할 수 있다.

searchParams.js

const { URL } = require('url');

const myURL = new URL(
  'http://www.assu.co.kr/?page=3&limit=10&category=nodejs&category=javascript',
);
console.log('searchParams: ', myURL.searchParams);
console.log('searchParams.getAll(): ', myURL.searchParams.getAll('category')); // 키에 해당하는 모든 값 조회
console.log('searchParams.get(): ', myURL.searchParams.get('limit')); // 키에 해당하는 첫 번째 값만 조회
console.log('searchParams.has(): ', myURL.searchParams.has('page'));

console.log('searchParams.keys(): ', myURL.searchParams.keys()); // 모든 키를 반복기 객체로 가져옴
console.log('searchParams.values(): ', myURL.searchParams.values()); // 모든 값을 반복기 객체로 가져옴

myURL.searchParams.append('estype', 'es3'); // 키 추가, 같은 키가 있으면 유지하고 하나 더 추가
myURL.searchParams.append('estype', 'es5');
console.log('searchParams.getAll(): ', myURL.searchParams.getAll('estype'));

myURL.searchParams.set('estype', 'es6'); // 키 추가, 같은 키가 있으면 모두 삭제하고 새로 추가
console.log('searchParams.getAll(): ', myURL.searchParams.getAll('estype'));

myURL.searchParams.delete('estype'); // 해당 키 모두 제거
console.log('searchParams.getAll(): ', myURL.searchParams.getAll('estype'));

console.log('myURL.searchParams.toString(): ', myURL.searchParams.toString()); // searchParams 객체를 문자열로 만듦, search 에 대입하면 주소 객체에 반영됨
myURL.search = myURL.searchParams.toString();

searchParams:  URLSearchParams {
  'page' => '3',
  'limit' => '10',
  'category' => 'nodejs',
  'category' => 'javascript' }
searchParams.getAll():  [ 'nodejs', 'javascript' ]
searchParams.get():  10
searchParams.has():  true
searchParams.keys():  URLSearchParams Iterator { 'page', 'limit', 'category', 'category' }
searchParams.values():  URLSearchParams Iterator { '3', '10', 'nodejs', 'javascript' }
searchParams.getAll():  [ 'es3', 'es5' ]
searchParams.getAll():  [ 'es6' ]
searchParams.getAll():  []
myURL.searchParams.toString():  page=3&limit=10&category=nodejs&category=javascript

query 같은 문자열보다 searchParams 가 유용한 이유는 query 의 경우 querystring 모듈을 한번 더 사용해야 하기 때문이다.

4.4. `querystring`

querystring 은 WHATWG 방식의 url 대신 기존 노드의 url 사용 시, search 부분을 사용하기 쉽게 객체로 만들어 주는 모듈이다.

const url = require('url');
const querystring = require('querystring');

const parsedUrl = url.parse(
  'http://www.assu.co.kr/?page=3&limit=10&category=nodejs&category=javascript',
);

// url 의 쿼리 부분을 자바스크립트 객체로 분해
const query = querystring.parse(parsedUrl.query);
console.log('querystring.parse(): ', query);
console.log('querystring.stringify(): ', querystring.stringify(query));

querystring.parse():  [Object: null prototype] {
  page: '3',
  limit: '10',
  category: [ 'nodejs', 'javascript' ]
}
querystring.stringify():  page=3&limit=10&category=nodejs&category=javascript

4.5. `crypto`

4.5.1. 단방향 암호화

비밀번호는 보통 단방향 암호화 알고리즘을 사용하여 암호화한다.

단방향 암호화
복호화할 수 없는 암호화 방식
복호화할 수 없기 때문에 암호화 라고 표현하는 대신 해시 함수라고 하기도 함

단방향 암호화 알고리즘은 주로 해시 기법을 사용한다.

해시 기법
어떠한 문자열을 고정된 길이의 다른 문자열로 바꿔버리는 방식
예) abcdedsafds 라는 문자열을 poiu 문자열로 바꿔버리고, dfcvd 문자열을 dkfd 문자열로 바꿔버림
입력 문자열의 길이는 다르지만, 출력 문자열의 길이는 고정되어 있음

hash.js

const crypto = require('crypto');

console.log(
  'base64: ',
  crypto.createHash('sha512').update('password').digest('base64'),
);

console.log(
  'hex: ',
  crypto.createHash('sha512').update('password').digest('hex'),
);

console.log(
  'other base64: ',
  crypto.createHash('sha512').update('other_password').digest('base64'),
);

base64:  sQnzu7wkTrgkQZF+0G1hi5AI3Qmzvv0bXgc5THBqi7mAsdd4Xll27ASbRt9fEyavWi6m0QP9B8lThf+rDKy8hg==
hex:  b109f3bbbc244eb82441917ed06d618b9008dd09b3befd1b5e07394c706a8bb980b1d7785e5976ec049b46df5f1326af5a2ea6d103fd07c95385ffab0cacbc86
other base64:  fAfMKoTZE5e4OFpTuPzWoL4zWUG0Oyl8z4bETLx1/sbPXObY6yPuoBnPo+jlg8s22TWaVVz14u8SD520uC6MAg==

createHash(알고리즘)
- 사용할 해시 알고리즘을 넣음
- sha256, sha512 (md5, sha1 은 취약점이 발견되었음)
update(문자열)
- 변환할 문자열을 넣음
digest(인코딩)
- 인코딩할 알고리즘을 넣음
- base64, hex, latin1 이 주로 사용되고, base64 가 결과 문자열이 가장 짧아서 많이 사용됨

주로 pbkdf2, bcrypt, scrypt 알고리즘으로 비밀번호를 암호화 하는데 아래는 노드에서 지원하는 pbkdf2 에 대해 알아본다.

pbkdf2
기존 문자열에 salt 문자열을 붙인 후 해시 알고리즘을 반복하여 적용하는 방식

const crypto = require('crypto');

crypto.randomBytes(64, (err, buf) => {
  const salt = buf.toString('base64');
  console.log('salt: ', salt);
  crypto.pbkdf2('password', salt, 100000, 6, 'sha512', (err, key) => {
    console.log('password: ', key.toString('base64'));
  });
});

salt:  JUSoX18d6csKqCjYe8ypzvMOZ/JnVl0I2tN3JC00tBewVZh476bn7w/8ewPkZC6B1Zcf2rPuTNY+ryE0zM1tyA==
password:  gOLeI/3g

randomBytes() 메서드로 64바이트 길이의 문자열을 만드는 게 이것이 salt 가 된다.
randomBytes 이므로 매번 결과가 달라지므로 salt 를 DB 에 저장하고 있어야 비밀번호를 찾을 수 있다.

crypto.pbkdf2(‘password’, salt, 100000, 6, ‘sha512’ …) 는 각각 비밀번호, salt, 반복 횟수, 출력 바이트, 해시 알고리즘이다.
즉, sha512 로 변환된 결과값을 다시 sha512 로 변환하는 과정을 10만번 반복하는 것이다. (약 1초 소요)

싱글 스레드 프로그래밍할 때 그 1초 동안 블로킹이 되는 것에 대한 우려가 있을 수 있지만 crypto.randomBytes 와 crypto.pbkdf2 메서드는 내부적으로 스레드풀을 사용하여 멀티 스레딩으로 동작한다.

비슷하게 동작하는 메서드들에 대해선 Node.js - 파일시스템 의 5. 스레드풀 을 참고하세요

pbkdf2 는 간단하지만 bcrypt, scrypt 보다는 취약하므로 더 나은 보안을 위해선 bcrypt 나 scrypt 를 사용하면 된다.

bcrypt 를 사용하는 내용은 3.2.2. 로컬 로그인 - 회원가입, 로그인, 로그아웃 라우터 를 참고하세요.

4.5.2. 양방향 대칭형 암호화

양방향 대칭형 암호화는 암호화된 문자열을 key 를 사용하여 복호화 가능한 암호화를 말한다.

cipher.js

const crypto = require('crypto');

const algorithm = 'aes-256-cbc';
const key = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz123456';
const iv = '1234567890123456';

const cipher = crypto.createCipheriv(algorithm, key, iv);
let result = cipher.update('암호화할 문장', 'utf8', 'base64');
result += cipher.final('base64');
console.log('암호화: ', result);

const decipher = crypto.createDecipheriv(algorithm, key, iv);
let result2 = decipher.update(result, 'base64', 'utf8');
result2 += decipher.final('utf8');
console.log('복호화: ', result2);

console.log('사용가능한 알고리즘: ', crypto.getCiphers());

암호화:  iiopeG2GsYlk6ccoBoFvEH2EBDMWv1kK9bNuDjYxiN0=
복호화:  암호화할 문장
사용가능한 알고리즘:  [
  'aes-128-cbc',
  'aes-128-cbc-hmac-sha1',
  'aes-128-cbc-hmac-sha256',
  'aes-128-ccm',
  'aes-128-cfb',
  'aes-128-cfb1',
  'aes-128-cfb8',
  'aes-128-ctr',
  'aes-128-ecb',
  'aes-128-gcm',
  'camellia-256-cfb1',
  'camellia-256-cfb8',
  'camellia-256-ctr',
  'camellia-256-ecb',
  'camellia-256-ofb',
  'camellia128',
  ... more items
]

crypto.createCipheriv(알고리즘, 키, iv)
- 암호화 알고리즘, 키, iv 를 넣음
- 암호화 알고리즘은 aes-256-cbc 를 사용했고, 해당 알고리즘의 경우 키는 32 bytes, iv 는 16 bytes 이어야 함
- iv 는 암호화할 때 사용하는 초기화 벡터를 의미
- 사용가능한 알고리즘은 crypto.getCiphers() 를 통해 알 수 있음
cipher.update(문자열, 인풋 인코딩, 출력 인코딩)
- 암호화 대상과 대상의 인코딩, 출력 결과물의 인코딩을 넣음
- 보통 문자열은 utf8 인코딩, 암호는 base64 인코딩을 주로 사용함
cipher.final(출력 인코딩)
- 출력 결과물의 인코딩을 넣으면 암호화가 완료됨
crypto.createDecipheriv(알고리즘, 키, iv)
- 복호화 시 사용
- 암호화할 때 사용한 알고리즘, 키, iv 를 그대로 넣어야 함
decipher.update(문자열, 인풋 인코딩, 출력 인코딩)
- 암호화된 문장, 그 문장의 인코딩, 복호화할 인코딩을 넣음
- cipher.update() 인자의 역순으로 넣으면 됨
decipher.final(출력 인코딩)
- 복호화 결과물의 인코딩을 넣음

이 외에도 crypto 모듈은 양방향 비대칭형 암호화, HMAC 등 다양한 암호화를 제공하고 있다.

node crypto 공식문서 를 참고하여 좀 더 상세히 확인이 가능하다.
좀 더 간단하게 암호화를 하고 싶으면 npm 패키지인 crypto-js (간단한 암호화) 를 사용하는 것도 좋다.

4.6. `util`

아래는 util 모듈에서 자주 사용되는 2 가지 모듈이다.

util.js

const util = require('util');
const crypto = require('crypto');

const dontUserMe = util.deprecate((a, b) => {
  console.log(a + b);
}, 'dontUseMe 함수는 deprecated 되었으니 더 이상 사용 금지');

dontUserMe(1, 2);

const randomBytesPromise = util.promisify(crypto.randomBytes);
randomBytesPromise(64)
  .then(buf => {
    console.log(buf.toString('base64'));
  })
  .catch(err => {
    console.error(err);
  });

3
(node:71167) DeprecationWarning: dontUseMe 함수는 deprecated 되었으니 더 이상 사용 금지
(Use `node --trace-deprecation ...` to show where the warning was created)
fJQ27C7o8pfeANEvsCx2jlHVQx8graotM6m8WwoZKwHYeN8hDEuvIm/tfeYB44VMM4zIXYO1bG7ah5kfZnCkKw==

util.deprecate
- 함수가 deprecated 처리 되었음을 알림
util.promisify
- 콜백 패턴을 프로미스 패턴으로 바꿔줌
- 바꿀 함수를 인수로 제공하면 됨
- 바뀐 함수는 async/await 패턴으로 사용할 수 있음

4.5.1. 단방향 암호화 에서 나온 randomBytes 와 비교해보도록 하자.

const crypto = require('crypto');

crypto.randomBytes(64, (err, buf) => {
  const salt = buf.toString('base64');
  console.log('salt: ', salt);
  crypto.pbkdf2('password', salt, 100000, 6, 'sha512', (err, key) => {
    console.log('password: ', key.toString('base64'));
  });
});

본 포스트는 조현영 저자의 Node.js 교과서 2판을 기반으로 스터디하며 정리한 내용들입니다.

eslint/prettier 셋팅 + Node.js - 기본 개념 (1): 내장 객체, 내장 모듈, util

eslint 설정

1. REPL 사용

2. 모듈 생성

3. 노드 내장 객체

3.1. global

3.2. console

3.3. 타이머

3.4. `filename`, `dirname`

3.5. module, exports, require

3.5.1. module, exports

3.5.2. `require.cache`

3.6. `process`

3.6.1. `process.env`

3.6.2. `process.nextTick(콜백)`

3.6.3. `process.exit(코드)`

4. 노드 내장 모듈 사용

4.1. `os`

4.2. `path`

4.3. `url`

4.4. `querystring`

4.5. `crypto`

4.5.1. 단방향 암호화

4.5.2. 양방향 대칭형 암호화

4.6. `util`

참고 사이트 & 함께 보면 좋은 사이트

ASSU BLOG.

eslint 설정

1. REPL 사용

2. 모듈 생성

3. 노드 내장 객체

3.1. global

3.2. console

3.3. 타이머

3.4. __filename, __dirname

3.5. module, exports, require

3.5.1. module, exports

3.5.2. require.cache

3.6. process

3.6.1. process.env

3.6.2. process.nextTick(콜백)

3.6.3. process.exit(코드)

4. 노드 내장 모듈 사용

4.1. os

4.2. path

4.3. url

4.4. querystring

4.5. crypto

4.5.1. 단방향 암호화

4.5.2. 양방향 대칭형 암호화

4.6. util

참고 사이트 & 함께 보면 좋은 사이트

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3.4. `filename`, `dirname`

3.5.2. `require.cache`

3.6. `process`

3.6.1. `process.env`

3.6.2. `process.nextTick(콜백)`

3.6.3. `process.exit(코드)`

4.1. `os`

4.2. `path`

4.3. `url`

4.4. `querystring`

4.5. `crypto`

4.6. `util`