프로미스

오호·2022년 2월 18일
jspromise
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오래전에 자바스크립트는 비동기 처리를 위해서 콜백 패턴을 주로 사용했었다. 하지만 이런 콜백 패턴은 많은 단점들을 내포하고 있고 사용에 있어서 불편했다. 이를 해결하고자 ES6에서는 프로미스라는 것이 도입되었는데 지금부터 알아보자.

1. 콜백 패턴의 단점

1.1 콜백 헬

다른 말로는 콜백지옥, 많이 들어본 말이다. 먼저 예시를 통해 살펴보자.
index.html

<!DOCTYPE html>
<html lang="ko">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Document</title>
  </head>
  <body>
    <div style="background-color: pink" class="container">callback hell</div>

    <script src="./callback.js"></script>
  </body>
</html>

callback.js

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1';

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

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      console.log(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

get(BASE_URL);

응답된 결과가 콘솔에 잘 출력된 것을 확인할 수 있다. 만약에 get 함수가 응답결과를 반환하게 하려면 어떻게 해야할까?

callback.js

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1';

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

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
     return JSON.parse(xhr.response);
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

const response = get(BASE_URL);
console.log(response); // undefined

xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러의 반환문은 get 함수의 반환문이 아니다. get 함수는 반환문이 생략되었으므로 암묵적으로 undefined를 반환한다.

함수의 반환값은 명시적으로 호출한 다음에 캐치할 수 있는데 onload 이벤트 핸들러는 get 함수가 호출하지 않기 때문에 return 값을 캐치할 수 없다

그러면 상위 스코프의 변수에 할당해보자.

callback.js

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1';

let todos;

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

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
     todos = JSON.parse(xhr.response);
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

get(BASE_URL);
console.log(todos); // undefined

이번에는 왜 또 undefined 일까?
실행컨텍스트의 관점으로 살펴보자.

  1. 함수 get이 호출되면 함수 코드를 평가하는 과정에서 get 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시된다.

  2. xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러가 바인딩된다.

  3. get 함수가 종료하면 콜 스택에서 팝되고 곧바로 console.log()가 출력된다.

  4. 서버에서 응답이 도착하면 load 이벤트가 발생하고 이 때 xhr.onload 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러가 즉시 실행되지 않고 태스크 큐에 저장되어 있다가 콜 스택이 비면 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다.

  5. 따라서 콜 스택이 빈 상태여야 하기 떄문에 console.log가 만번 호출되어도 이벤트 핸들러는 그 이후의 호출된다.

비동기 함수는 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고 상위 변수에 할당할 수도 없다. 따라서 서버의 응답에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야한다.

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com';

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

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      callback(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

// callback hell

get(`${BASE_URL}/posts/1`, (user) => {
  console.log(user.id);
  get(`${BASE_URL}/users/${user.id}`, (userInfo) => {
    console.log(userInfo);
  });
});

위 예제는 전형적인 콜백 헬을 보여주는 예시이다. 물론 현재는 뎁스가 깊지 않기 때문에 잘 따라가면서 해석이 쉽지만 경우에 따라서는 더 깊게 들어가야할 때도 있기 때문에 가독성이 매우 떨어진다.

1.2 에러 처리

또 다른 단점으로 에러 처리가 불가능하다는 점이다.

try {
  setTimeout(() => {
    throw new Error('Error');
  }, 1000);
} catch (err) {
  console.error('캐치한 에러', err);
}

setTimeout이 호출되면 setTimeout함수의 실행 컨텍스트가 콜스택에 푸시된다. 바로 콜스택에서 팝되어 사라진다. 이후 타이머가 만료되면 태스크 큐로 푸시되고 스택이 비어지면 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다.

에러는 caller 방향으로 전파된다. 즉, 콜스택의 아래 방향으로 전파된다. 하지만 setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것은 setTimeout이 아니기 때문에 에러를 캐치할 수 없다.

2. 프로미스의 생성

Promise 생성자 함수를 new로 호출하면 프로미스 객체를 생성한다.

Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받는데 이 콜백함수는 resolve 와 reject함수를 인수로 전달받는다.

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  if(/* 비동기 성공 */) {
    resolve('result');
  } else {
    // 비동기 처리 실패
    reject('failure');
  }
});

프로미스 생성자 함수가 인수로 받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행한다. 비동기 처리가 성공하면 resolve 함수를 호출하고, 실패하면 reject를 호출한다.

const promiseGet = (url) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET', url);
    xhr.send();

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

promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1');

위 함수는 내부에서 프로미스를 생성하고 반환한다. 프로미스는 다음과 같이 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태를 갖는다.

  • pending : 비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태
  • fulfilled : 비동기 처리가 수행된 상태(성공)
  • rejected : 비동기 처리가 수행된 상태(실패)

fulfilled와 rejected 상태를 settled 상태라고 하는데 settled 상태에서 다시 pending 상태로 돌아가는 동작은 하지 않는다.

3. 후속 처리 메서드

프로미스 비동기 처리 상태가 변화하면 후에 무엇인가를 해야한다.
이를 위해 then, catch, finally를 제공한다.

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백함수가 선택적으로 호출된다.

3.1 then

then 이라는 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

  • 첫 번째 콜백은 fulfilled가 되면 호출된다.
  • 두 번째는 rejected상태가 되면 호출된다.

then 또한 언제나 프로미스를 반환한다.

3.2 catch

한 개의 콜백함수를 인수로 전달받는다. 프로미스가 rejected 인 경우만 호출된다.

3.3 finally

한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. settled 상태와 관련없이 무조건 한 번 호출된다.

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1';

const promiseGet = (url) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET', url);
    xhr.send();

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

promiseGet(BASE_URL)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.error(err))
  .finally(() => console.log('bye'));

4. 프로미스 체이닝

const BASE_URL = 'https://jsonplaceholder.typicode.com';

const promiseGet = (url) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET', url);
    xhr.send();

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

promiseGet(`${BASE_URL}/posts/1`)
  .then((user) => promiseGet(`${BASE_URL}/users/${user.id}`))
  .then((userInfo) => console.log(userInfo));

콜백 헬을 만들었던 코드를 이런식으로 프로미스 체이닝을 이용해 처리할 수 있다.

5. 마이크로태스크 큐

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

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

과연 어떤 코드가 먼저 동작할까?

프로미스의 후속 처리 메서드도 비동기로 동작하므로 1 - 2 - 3의 순으로 출력될 것처럼 보이지만 2 - 3 - 1 순이다.

그 이유는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장되기 때문이다.

마이크로태스크 큐는 태스크 큐보다 우선순위가 높다. 즉 이벤트 루프는 콜 스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다.

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