모던 자바스크립트 45장 프로미스

Promise

자바스크립트는 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다. 하지만 전통적인 콜백 패턴은 콜백 헬로 인해서 가독성이 나쁘고 비동기 처리 중 발생한 에러의 처리가 곤란하며 여러개의 비동기 처리를 한번에 처리하는 데도 한계가 있다. 

ES6에서는 비동기 처리를 위해 또 다른 패턴으로 프로미스를 도입했다. 프로미스는 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다는 장점이 있다.

 

 

get 함수는 비동기 함수다. 비동기 함수란 함수 내부에 비동기로 동작하는 코드를 포함하는 함수를 말한다. 비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료된다. 따라서 비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드에서 처리 결과를 외부로 반환하거나 상위 스코프 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다. 

get 함수가 비동기 함수인 이우는 get 함수 내부의 onload 이벤트 핸들러가 비동기로 동작하기 때문이다. get 함수를 호출하면 GET 요청을 전송하고 onload 이벤트 핸들러를 등록한다음 undefined를 반환하고 즉시 종료된다.

onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러의 반환문은 get 함수의 반환문이 아니고 get함수의 반환문은 생략되었으므로 암묵적으로 undefined가 반환된다. 

 

상위스코프의 변수에 할당하는 것도 의미없다 onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러는 항상 console.log 가 종료된 이후에 호출되기 때문에 이또한 undefined를 반환한다.

이처럼 비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고 상위 스코프 변수에 할당할 수도 없다.

따라서 비동기 함수의 처리 결과에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다. 이때 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이며 필요에 따라 비동기 처리가 성공하면 호출될 콜백함수와 실패시 호출될 콜백 함수를 전달할 수 있다.

 

이처럼 콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또다시 비동기 함수를 호출해야한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생하는데 이를 콜백 헬이라 한다.

 

 

45.1.2 에러처리의 한계

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 가장 큰 문제는 에러처리가 곤란하다는 것이다.

위 예시에서 에러는 catch 코드 블럭에서 캐치되지 않는다. 그 이유는 비동기 함수인 setTimeout이 호출되면 setTimeout 실행 컨텍스트가 생서오디어 콜 스택에 푸시되고 setTimeout은 비동기 함수이므로 콜백 함수가 호출되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료되어 콜스택에서 제거된다. 이후 타이머가 만료되고 setTimeout의 콜백 함수가 태스크 큐로 푸시되고 콜스택이 비어졌을 때 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행한다. 

setTimeout 함수의 콜백 함수가 실행될 때 setTimeout 함수는 이미 콜 스택에서 제거된 상태다 이것은 setTimeout의 콜백함수를 호출한 것이 setTimeout함수가 아니라는 것을 의미하며 그렇기에 setTimeout의 콜백함수가 발생시킨 에러는 catch 블럭에서 캐치되지 않는다. 

이를 극복하기 위해 ES6에서 프로미스가 도입되었다.

 

 

45.2 프로미스의 생성

Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받는데 이 콜백 함수는 resolve와 reject를 인수로 전달받는다.

비동기 처리는 Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 수행된다.(reject, resolve) 

만약 비동기 처리가 성공하면 resolve 함수에 비동기 처리 결과를 인수로 전달하면서 호출하고 실패하면 reject함수에 에러를 인수로 전달하면서 호출한다. 

 

프로미스는 다음과 같이 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태정보를 갖는다.

생성된 직후 프로미스는 기본적으로 pending 상태이며 비동기 처리 성공시 fulfilled 상태로, 비동기 처리 실패시 rejected 상태로 변경된다.

 

이미지 출처 : https://velog.io/@qkrcndtlr123/Asynchronous-2-%ED%94%84%EB%A1%9C%EB%AF%B8%EC%8A%A4%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%98%EC%97%AC

프로미스는 비동기 처리 상태와 더불어 비동기 처리 결과 (위 그림의 result)도 갖는다.

 

 

45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 이에 따른 후속 처리를 해야한다. 프로미스가 fulfilled상태가 되면 처리 결과로 무언가를 하거나 rejected 상태가 되면 처리결과(에러)를 가지고 에러처리를 해야한다. 이를위해 프로미스는 후속 메서드 then, catch, finally를 제공한다. 

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출되다.

 

 

45.3.1 then

then메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

• 첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 호출된다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받는다.
• 두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출된다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받는다.

then 메서드는 언제나 프로미스를 반환하며 then 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면 그 프로미스를 그대로 반환하고, 콜백함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하면 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스를 생성해 반환한다.

 

 

45.3.2 catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. catch메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출된다.

 

 

45.3.3 finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. finally는 프로미스의 성공, 실패 여부에 상관없이 무조건 한번 호출된다. finally 메서드도 then/catch 메서드와 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

 

다음은 프로미스로 구현한 비동기 함수 get을 사용해 후속 처리를 구현한 예제이다.

 

 

45.4 프로미스 에러 처리

프로미스는 콜백 패턴과 달리 에러를 문제없이 처리할 수 있다.

비동기 처리에서 발생한 에러는 then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리할 수도 있고 catch메서드를 사용해 처리할 수도 있다.

 

하지만 catch메서드를 사용하는 것이 가독성이 좋고 then 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있으므로 에러처리를 할때는 catch메서드를 사용하는 것을 권장한다.

 

 

45.5 프로미스 체이닝

then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있고 이를 프로미스 체이닝이라 한다. 

만약 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하더라도 그 값을 암묵적으로 resolve, reject하여 프로미스를 생성해 반환한다. 

프로미스는 프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속 처리를 하므로 콜백 헬이 발생하지 않는다. 다만 프로미스도 콜백 패턴을 사용하므로 콜백 함수를 사용하지 않는 것은 아니다. 

 

콜백 패턴은 가독성이 좋지 않은데 이 문제는 ES8에서 도입된 async / await 를 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다. 

 

 

45.6 프로미스의 정적 메서드

Promise는 주로 생성자 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있다.

 

 

45.6.1 Promise/resolve / Promise.reject 

이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다.

 

resolve메서드는 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.

 

reject메서드는 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

 

 

45.6.2 Promise.all

all 메서드는 여러개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다.

위 예제에서 세 개의 비동기 처리는 의존하지 않고 개별적으로 수행되지만 비동기 처리를 순차적으로 처리하기 때문에 6초라는 시간이 소요된다.

all 메서드를 통해 여러 비동기 처리를 모두 병렬처리 한다면 3초로 시간을 줄일 수 있다.

all메서드는 인수로 전달받은 배열의 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 종료한다. 따라서 all메서드가 종료하는데 걸리는 시간은 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 프로미스의 처리 시간보다 조금 더 길다.

 

all 메서드는 처리 순서가 보장되며 인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

 

all메서드는 인수로 전달받은 이터러블 요소가 프로미스가 아닌 경우 resolve메서드를 통해 프로미스로 래핑한다.

 

 

45.6.3 Promise.race 

race메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다. all 메서드와 다르게 가장 먼저 fulfilled 상태가된 프로미스의 결과를 reslove하는 새로운 프로미스를 반환한다.

 

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

 

가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스 처리 결과를 프로미스로 반환

 

 

45.6.4 Promise.allSettled 

allSettled 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다. 그리고 전달받은 프로미스가 모두 settled 상태 (fulfilled 또는 rejected)가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다. (ES11 도입)

반환한 배열에는 allSettled 메서드가 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 담겨있다. 

객체는 비동기처리 상태를 나타나내는 status프로퍼티와 처리 결과를 나타내는 value 프로퍼티를 갖는다. (rejected인 경우 value대신 reason)

 

 

45.7 마이크로태스크 큐

위 예제의 결과값은 2 3 1순으로 출력된다. 이는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장되기 때문이다. 

 

마이크로태스크 큐에는 프로미스 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시 저장된다. 그 외의 비동기 함수의 콜백 함수나 이벤트 핸들러는 태스크 큐에 일시 저장된다. 

 

콜백 함수나 이벤트 핸들러를 일시 저장한다는 점에서 태스크 큐와 동일하지만 마이크로태스크 큐는 태스크 큐보다 우선순위가 높다. 즉 이벤트 루프는 콜스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다. 이후 마이크로 태스크 큐가 비면 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다.

 

 

45.8 fetch

fetch함수는 XMLHttpRequest 객체와 마찬가지로 HTTP요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이트 Web API다. fetch함수는 XMLHTTPRequest 객체보다 사용법이 간단하고 프로미스를 지원하기 때문에 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점에서 자유롭다. 

 

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

fetch함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환한다. 

Response.prototype 에는 Response 객체에 포함되어 있는 HTTP 응답 몸체를 위한 다양한 메서드를 제공한다. 

예를 들어 json 메서드는 Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화한다.

 

fetch함수를 사용할 때는 에러 처리에 주의해야 한다.

fetch 함수가 반환하는 프로미스는 기본적으로 404 Not Found나 500 International Server Error와 같은 HTTP 에러가 발생해도 에러를 reject하지 않고 불리언 타입의 ok상태를 false로 설정한 Response 객체를 resolve한다. 오프라인 등의 네트워크 장애나 CORS 에러에 의해 요청이 완료되지 못한 경우에만 프로미스를 reject한다. 

 

따라서 fetch함수를 사용할 때는 다음과 같이 fetch함수가 반환한 프로미스가 resolve한 불리언 타입의 ok상태를 확인해 명시적으로 에러 처리할 필요가 있다.

 

참고로 axios는 모든 HTTP 에러를 reject하는 프로미스를 반환한다. 따라서 모든 에러를 catch에서 처리할 수 있어 편리하다. 또한 axios는 인터셉터, 요청 설정등 fetch보다 다양한 기능을 지원한다.

 

fetch함수를 통해 HTTP요청을 전송해보자 fetch 함수에 첫 번째 인수로 HTTP 요청을 전송할 url과 두 번째 인수로 HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 전달한다.

 

 

GET요청

POST 요청

PATCH 요청

 

DELETE 요청

 

 

Reference

• 모던 자바스크립트 Deep Dive _이웅모