Node.js 미드레벨 프레임워크 심화 면접

CommonJS는 동기적으로 모듈을 로드하며 런타임에 평가되고, ES Modules는 비동기적으로 로드되며 정적 분석이 가능합니다. CommonJS는 module.exports 객체를 복사하지만, ES Modules는 바인딩을 export하여 live binding을 제공합니다. 혼용 시 문제는 ES Module에서 require를 직접 사용할 수 없고, CommonJS에서 ES Module을 import할 때 await import()를 사용해야 합니다. package.json의 type 필드를 'module'로 설정하거나, .mjs/.cjs 확장자를 사용하여 명시적으로 구분하고, createRequire를 사용하여 ES Module에서 CommonJS를 로드할 수 있습니다.

Express 미들웨어는 스택 구조로 순차적으로 실행되며, next()를 호출해야 다음 미들웨어로 제어권이 넘어갑니다. next()를 호출하지 않으면 요청이 중단되어 응답을 보내거나 타임아웃이 발생하고, next(error)를 호출하면 일반 미들웨어를 건너뛰고 에러 핸들링 미들웨어로 직접 이동합니다. 미들웨어 순서는 매우 중요한데, 예를 들어 body-parser는 req.body를 파싱하는 미들웨어보다 먼저 와야 하고, 인증 미들웨어는 보호된 라우트보다 먼저 실행되어야 하며, 에러 핸들러는 가장 마지막에 위치해야 모든 에러를 catch할 수 있습니다.

Buffer는 고정 크기의 원시 바이너리 데이터를 다루는 객체로, V8 힙 외부의 메모리를 사용하여 가비지 컬렉션 오버헤드를 줄입니다. String은 UTF-16으로 인코딩되어 메모리 효율이 낮지만, Buffer는 바이트 단위로 직접 접근 가능합니다. 대용량 데이터 처리 시 Buffer.allocUnsafe 대신 Buffer.alloc을 사용하여 보안 이슈를 방지하고, Stream과 함께 사용하여 청크 단위로 처리하며, Buffer Pool을 활용하여 작은 Buffer의 할당 비용을 줄입니다. 또한 Buffer.concat보다는 미리 크기를 계산하여 한 번에 할당하고, 사용 후 명시적으로 참조를 제거하여 메모리를 해제합니다.

spawn은 스트림 기반으로 대용량 데이터를 처리하며 명령어와 인자를 분리하여 쉘을 거치지 않아 안전합니다. exec은 쉘을 통해 명령을 실행하고 버퍼에 결과를 모아 콜백으로 반환하여 작은 출력에 적합하지만 쉘 인젝션 위험이 있습니다. fork는 새로운 Node.js 프로세스를 생성하며 내장 IPC 채널을 제공하여 메시지 기반 통신이 가능합니다. spawn은 대용량 로그 처리나 파일 변환에, exec은 간단한 시스템 명령 실행에, fork는 CPU 집약적 작업의 분산 처리에 적합합니다. IPC는 fork의 경우 send/on('message')로 구조화된 데이터를 주고받고, spawn/exec은 stdio 스트림을 통해 통신합니다.

http 모듈은 로우 레벨 API로 라우팅, 미들웨어, 파싱 등을 직접 구현해야 하지만 오버헤드가 적고 세밀한 제어가 가능합니다. Express는 라우팅, 미들웨어 체인, 에러 핸들링을 추상화하여 개발 생산성이 높지만 약간의 성능 오버헤드가 있습니다. Keep-Alive는 TCP 연결을 재사용하여 핸드셰이크 오버헤드를 줄이고 성능을 향상시키지만, 과도한 Keep-Alive 타임아웃은 소켓을 오래 점유하여 동시 연결 수를 제한할 수 있습니다. server.keepAliveTimeout과 server.headersTimeout을 적절히 설정하여 Slow Loris 공격을 방지하고, 로드밸런서의 타임아웃보다 길게 설정하여 연결이 조기 종료되지 않도록 합니다.