[딥다이브] 45장 프로미스

45장 프로미스

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프로미스(Promise)

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자바스크립트는 비동기 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다. 하지만 전통적인 콜백 패턴은 콜백 헬로 인해 가독성이 나쁘고 비동기 처리 중 발생한 에러의 처리가 곤란하여 여러 개의 비동기 처리를 한번에 처리하는 데도 한계가 있다. ES6에서는 비동기 처리를 위한 또 다른 패턴을 도입했다. 프로미스는 전통적인 콜백 패턴이 가진 단점을 보완하여 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다는 장점이 있다.

 

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

콜백 헬

비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료된다.즉 비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드는 비동기 함수가 종료된 이후에 완료된다. 따라서 비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드에서 처리 결과를 외부로 반환하거나 상위 스코프의 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다.

 

비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수도 없다. 따라서 비동기 함수의 처리 결과(서버의 응답 등)에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.이때 비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위해 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이다. 필요에 따라 비동기 처리가 성공하면 호출될 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출될 콜백 함수를 전달할 수 있다.

const get = (url, successCallback, failureCallback) => {
    // XMLHttpRequest 객체 생성
    const xhr = new XMLHttpRequest();

    // HTTP 요청 초기화
    xhr.open('GET',url);
    // HTTP 요청 전송
    xhr.send();

    xhr.onload = () => {
        // 성공한 경우
        if(xhr.status === 200) {
            successCallback(JSON.parse(xhr.response))
        } else {
            failureCallback(xhr.status)
        }
    }
}
get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1',console.log,console.err)

 

이처럼 콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행한느 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또다시 비동기 함수를 호출해야 한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상, 콜백 헬(callback hell)이 발생한다.

get('setp1',a=>{
    get('setp2',b=>{
        get('setp3',c=>{
            get('setp1',d=>{
                console.log(d);
            })
        })
    })
})

 

에러 처리의 한계

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 문제점 중에서 가장 심각한 것을 에러 처리가 곤란하다는 것이다.

try...catch...finally 문에서도 try 코드 블록 내에서 비동기로 에러를 발생시켰을 때 콜백 함수가 호출되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료되어 콜 스택에서 제거되기 때문에 catch 코드 블록에서 에러가 캐치되지 않는다.

 

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프로미스의 생성

비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 콜백 헬이나 에러 처리가 곤란하다는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 ES6에서 프로미스(Promise)가 도입되었다.

 

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하면 프로미스를 생성한다.Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받는데 이 콜백 함수는 resolve와 reject 함수를인자도 전달 받는다.

Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행한다. 이때 비동기 처리가 성공하면 resolve 함수를 호출하고, 비동기 처리가 실패하면 reject 함수를 호출한다.

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
	// 1. 정상적으로 처리되는 경우
	// resolve의 인자에 값을 전달할 수도 있습니다.
	resolve(value);

	// 2. 에러가 발생하는 경우
	// reject의 인자에 에러메세지를 전달할 수도 있습니다.
	reject(error);
});

 

프로미스는  현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태(state) 정보를 갖는다. 프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체이다.

프로미스의 상태 정보	의미	상태 변경 조건
pending	비동기 처리가 아직 수행되지 않는 단계	프로미스가 생성된 직후 기본 상태
fulfilled	비동기 처리가 정상적으로 수행된 상태	resolve 함수 호출
rejected	비동기 처리가 정상적으로 수행되지 않은 상태	reject 함수 호출

 

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프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 이에 따른 후속 처리를 해야 한다. 후속 처리 메서드(then, catch, finally)를 사용하여 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출되게 처리한다. 모든 후속 처리 메서드는 프로미스를 반환하며, 비동기로 동작한다.

 

Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의  콜백 함수를 인수로 전달받습니다.

1. 첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 호출됩니다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받습니다.
2. 두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출됩니다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받습니다.

new Promise((resolve,reject) => {
    resolve('fullfilled')
        .then(v=>console.log(v),e=>console.log(e))
    reject('Error')
        .then(v=>console.log(v),e=>console.log(e))
})

 

Promise.prototype.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 받습니다. catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출됩니다.

new Promise((_,reject) => {
    reject('Error')
        .catch(e=>console.log(e))
})

 

Promise.prototype.finally

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 받습니다. finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공 또는 실패와 상관없이 무조건 한 번 호출됩니다. 성공 여부와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용합니다.

new Promise(() => {
    .finally(()=>console.log('Good bye!'))
})

 

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프로미스의 에러 처리

비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 에러 처리가 곤란한 문제가 있지만. 프로미스는 후속 처리 메서드를 사용해 이 문제를 해결할 수 있습니다.

const get = url => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET',url);
    xhr.send();

    xhr.onload = () => {
        if(xhr.status === 200) {
            resolve(JSON.parse(xhr.response))
        } else {
            reject(xhr.status)
        }
    }
}

// then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리할 수 있다.
get('url').then(
	res = > console.log(res),
    err => console.error(err)
);

// catch를 사용해서 처리할 수도 있다.
get('url')
	.then(res=>console.log(res))
    .catch(err=>console.log(err))
);

then 메서드의 두 번째 콜백 함수는 첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못하고, 코드가 복잡해져서 가독성이 좋지 못할뿐 아니라 catch 메서드를 모든 then 메서드를 호출한 이후에 호출하면 비동기 처리에서 발생한 에러(rejected 상태) 뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있다.  따라서 catch를 사용하는 것을 권장한다.

 

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프로미스 체이닝

비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 콜백 헬이 발생하는 있지만. 프로미스는 후속 처리 메서드를 사용해 이 문제를 해결할 수 있습니다.

const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com'
get(`${url}/posts/1`) // 취득한 post의 userId로 user 정보를 취득
	.then(({userId}) => get(`${url}/users/${userId}`))
    .then(userInfo => console.log(userInfo))
    .catch(err => console.log(err));

 

위 예제에서 then->then->catch 순서로 후속 처리 메서드를 호출했다. then,catch,finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있다. 이를 프로미스 체이닝(promise chaining)이라 한다.

프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속처리를 하므로 비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 발생하던 콜백 헬이 발생하지 않지만, 프로미스도 콜백 패턴을 사용하므로 가독성이 좋지 않다. 이 문제는 ES8에서 도입된 async/await를 통해 해결할 수 있다.

 

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프로미스의 정적 메서드

Promise는 주로 생성자 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있습니다. Promise는 5가지 정적 메서드를 제공합니다.

 

Promise.resolve / Promise.reject

Promise.resolve와 Promise.reject 메서드는 이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다.

const resolvedPromise = new Promise(resolve=>resolve([1,2,3]));
const rejectedPromise = new Promise((_,reject)=>reject(new Error('Error!')))

resolvedPromise.then(console.log);
rejectedPromise.catch(console.log);

 

Promise.all

Promise.all 메서드는 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다.

const promiseOne = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('3초'), 3000));
const promiseTwo = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('2초'), 2000));
const promiseThree = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('1초'), 1000));

Promise.all([promiseOne(), promiseTwo(), promiseThree()])
  .then((value) => console.log(value)) // ['1초','2초','3초'] => 약 3초 소요
  .catch((err) => console.log(err));

 

 Promise.all 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.그리고 전달받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.

 

모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 resolve된 처리 결과(위 예제에선 1,2,3)를 모두 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.이때 첫 번째 프로미스가 가장 나중에 fulfilled 상태가 되어도 Promise.all 메서드는 첫 번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 배열에 저장해 그 배열을 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다. 즉, 처리 순서가 보장된다.

 

인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

 

Promise.race

Promise.race 메서드는 Promise.all 처럼 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받지만, 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리는 Promise.all 과 달리 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다.

const promiseOne = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('2초'), 2000));
const promiseTwo = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('1초'), 1000));
const promiseThree = () => new Promise((resolve, reject) => setTimeout(() => resolve('3초'), 3000));

Promise.race([promiseOne(), promiseTwo(), promiseThree()])
  .then((value) => console.log(value)) // 1초
  .catch((err) => console.log(err));

 

인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다.

 

Promise.allSettled

Promise.allSettled 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이러터블을 인수로 전달받는다. 그리고 전달받은 프로미스가 모두 settled 상태(비동기 처리가 수행된 상태, fulfilled 또는 rejected 상태) 가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다.

프로미스의 처리 결과를 나타내는 객체는 다음과 같다.

• 프로미스가 fulfilled 상태인 경우
  • 비동기 처리 상태를 나타내는 status 프로퍼티와 처리 결과를 나타내는 value 프로퍼티를 갖는다.
  • 예 : {status: 'fulfilled', value: 1}
• 프로미스가 rejected 상태인 경우
  • 비동기 처리 상태를 나타내는 status 프로퍼티와 에러를 나타내는 reason 프로퍼티를 갖는다.
  • 예 {status: 'rejected', reason: Error: Error! at <annonymous:3:60}

 

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마이크로태스크 큐

Promise는 주로 생성자 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있습니다. Promise는 5가지 정적 메서드를 제공합니다.

setTimeout(() => console.log(1),0));

Promise.resolve()
	.then(() => console.log(2))
    .then(() => console.log(3));
    
// 2 -> 3 -> 1

 

프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐(mocriotask queue/job queue)에 저장된다. 마이크로태스크 큐는 태스크 큐와는 별도로 마이크로태스크 큐에는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시 저장되지만, 그 외의 비동기 함수의 콜백 함수나 이벤트 핸들러는 태스크 큐에 일시 저장된다.

콜백 함수나 이벤트 핸들러를 일시 저장한다는 점에서 태스크 큐와 동일하지만 마이크로태스크 큐는 테스크 큐보다 우선순위가 높다. 즉 이벤트 루프는 콜 스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다. 이후 마이크로태스크 큐가 비면 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행하기 때문에 위의 예제가 2->3->1 로 실행된다.

 

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Fetch

fetch  함수는 XMLHttpRequest 객체와 마찬가지로 HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API입니다. fetch 함수는 XMLHttpRequest 객체보다 사용법이 간단하고 프로미스를 지원하기 때문에 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점에서 자유롭다.

fetch 함수에는 HTTP 요청을 전송할 URL과 HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 전달한다.

const promise = fetch(url,[, options])

 

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환한다.

fetch(url)
	.then(response=>console.log(response));

 

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 객체를 래핑한 프로미스를 반환하므로 후속 처리 메서드 then을 통해 프로미스가 resolve한 Response 객체를 전달받을 수 있다. Response 객체는 HTTP 응답을 나타내는 다양한 프로퍼티를 제공한다.

 

.json 메서드는 Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화한다.

fetch(url)
	.then(response=>response.json())

 

fetch 함수를 사용할 때는 에러 처리에 주의해야 한다. fetch 함수가 반환하는 프로미스는 기본적으로 HTTP 에러가 발생해도 에러를 reject하지 않고 불리언 타입의 ok 상태를 false로 설정한 Response 객체를 resolve한다. 오프라인 등의 네트워크 장애나 CORS 에러에 의해 요청이 완료되지 못한 경우에만 프로미스를 reject한다.

따라서 fetch 함수를 사용할 때는 아래와 같이 fetch 함수가 반환한 프로미스가 불리언 타입의 ok 상태를 확인해 명시적으로 에러를 처리할 필요가 있다.

fetch(url)
	.then(response=>{
    	if(!response.ok) throw new Error(response.statusText);
        return response.json();
    })
    .catch(err => console.error(err));