[모던 JS Deep Dive] 45장 프로미스 (1)

JiYeeeah·2024년 4월 8일

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45.1 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점 (프로미스의 탄생 배경)

45.1.1 콜백 헬

비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드에서 처리 결과를 외부로 반환하거나 상위 스코프의 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다.

let g = 0;

setTimeout(() => { g = 100; }, 0);
console.log(g); // 0 : setTimeout에서 설정한 100이 아닌 0으로 출력된다.

const get = url => {
	const xhr = new XMLHttpRequest();
	xhr.open('GET', url);
	xhr.send();
	
	xhr.onload = () => {
		if (xhr.status === 200) {
			// 서버의 응답을 반환
			return JSON.parse(xhr.response);
		}
		console.log(error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
	};
}

// id가 1인 post를 취득
const response = get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1');
console.log(response); // undefined 하지만 response는 undefined를 반환

onload 이벤트 핸들러는 비동기로 동작한다.
get 함수 호출 되면 XMLHttpRequest 객체 생성 → HTTP 요청 초기화 → 요청 전송 → xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러를 바인딩 → 종료
⇒ get 함수에 명시적인 반환문(return)이 없으므로 get 함수는 undefined를 반환한다.
xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러는 언제나 (코드 최하단의)console.log가 종료한 이후에 호출된다.

비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수 없다.
⇒ 비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위해 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이다.

const get = (url, successCallback, failureCallback) => {
	const xhr = new XMLHttpRequest();
	xhr.open('GET', url);
	xhr.send();
	
	xhr.onload = () => {
		if (xhr.status === 200) {
			// 서버의 응답을 콜백 함수에 인수로 전달하면서 호출하여 응답에 대한 후속 처리를 함
			successCallback(JSON.parse(xhr.response));
		} else {
			// 에러 정보를 콜백 함수에 인수로 전달하면서 호출하여 에러 처리를 한다.
			failureCallback(xhr.status);	
		}
	};
}

// 서버의 응답에 대한 후속 처리를 위한 콜백 함수를 비동기 함수인 get에 전달
get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1', console.log, console.error);

콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또 다시 비동기 함수를 호출해야 한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생한다. ⇒ 콜백 헬이라 부른다.

콜백 헬의 대표적인 예시

get('/step1', a => {
	get(`/step2/${a}`, b => {
		get(`/step3/${b}`, c => {
			get(`/step4/${c}`, d => {
				console.log(d);
			});
		});
	});
});

45.1.2 에러 처리의 한계

에러는 호출자 방향으로 전파된다. ⇒ 콜 스택의 아래 방향으로 전파

위 두 문제를 극복하기 위해 ES6에서 프로미스(Promise)가 도입되었다.

45.2 프로미스의 생성

new 연산자와 함께 호출하여 생성한다.
비동기 처리를 수행할 콜백 함수(ECMAScript 사양에서는 executor함수)를 인수로 전달 받는다.
= resolve와 reject함수

// 프로미스 생성
const promise = new Promise((resolve, reject) => {
	// Promise 함수의 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행
	if (/* 비동기 처리 성공 */) {
		resolve('result');
	} else { /* 비동기 처리 실패 */
		reject('failure reason');
	}
});

프로미스의 상태(state) 정보

프로미스는 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지 상태(state) 정보를 갖는다.

프로미스의 상태 정보	의미	상태 변경 조건
`pending`	비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태	프로미스가 생성된 직후 기본 상태
`fulfilled`	비동기 처리가 수행된 상태(성공)	`resolve` 함수 호출
`rejected`	비동기 처리가 수행된 상태(실패)	`reject` 함수 호출

settled 상태 = fulfilled 또는 rejected 상태 = pending이 아닌 상태 = 비동기 처리가 수행된 상태
일단 settled 상태가 되면 더는 다른 상태로 변화할 수 없다.
프로미스는 비동기 처리 상태와 더불어 비동기 처리 결과 (result)도 상태로 갖는다.
비동기 처리가 실패하면 Error 객체를 값으로 갖는다.

프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체다.

45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출된다.
프로미스의 처리 결과가 인수로 전달되고 모든 후속 처리 메서드는 프로미스를 반환하며, 비동기로 동작한다.

45.3.1 `Promise.prototype.then`

then 메서드
두개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
- 첫번째 콜백 함수 : fulfilled 상태(resolve 함수가 호출된 상태)가 되면 호출된다.
  프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달 받는다
  = 성공 처리 콜백 함수
- 두번째 콜백 함수 : rejected 상태 (reject 함수가 호출된 상태)가 되면 호출된다.
  프로미스의 에러를 인수로 전달 받는다
  = 실패 처리 콜백 함수

// fulfilled
new Promise(resolve => resolve('fulfilled'))
	.then(v => console.log(v), e => console.log(e)); // fulfilled
	
// rejected
new Promise((_, reject) => reject(new Error('rejected')))
	.then(v => console.log(v), e => console.log(e)); // Error: rejected

언제나 프로미스를 반환한다.
- then 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면 ⇒ 그 프로미스를 그대로 반환하고
- 프로미스가 아닌 값을 반환하면 ⇒ 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스를 생성해 반환한다.

45.3.2 `Promise.prototype.catch`

catch 메서드
한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출된다.

// rejected
new Promise((_, reject) => reject(new Error('rejected')))
	.catch(e => console.log(e)); // Error: rejected

then(undefined, onRejected)과 동일하게 동작한다.

 // rejected
 new Promise((_, reject) => reject(new Error('rejected')))
 	.then(undefined, e => console.log(e)); // Error: rejected

언제나 프로미스를 반환한다.

45.3.3 `Promise.prototype.finally`

finally 메서드
한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
프로미스의 성공(fulfilled) 또는 실패(rejected)와 상관없이 무조건 한번 호출된다.
⇒ 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다.
언제나 프로미스를 반환한다.

new Promise(() => {})
	.finally(() => console.log('finally')); // finally

프로미스로 구현한 비동기 함수 get 을 사용해 후속 처리 구현해보기

const promiseGet = url => {
	return new Promise((resolve, reject) => {
		const xhr = new XMLHttpRequest();
		xhr.open('GET', url);
		xhr.send();
		
		xhr.onload = () => {
			if (xhr.status === 200) {
				// 성공적으로 응답을 전달받으면 resolve 함수를 호출
				resolve(JSON.parse(xhr.reponse));
			} else {
				// 에러 처리를 위해 reject 함수를 호출
				reject(new Error(xhr.status));
			}
		};
	});
};

// promiseGet 함수는 프로미스를 반환
promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1')
	.then(res => console.log(res))
	.catch(err => cnsole.error(err))
	.finally(() => console.log('Bye!'));

45.4 프로미스의 에러 처리

`then` 메서드의 두번째 콜백 함수로 처리

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생
promiseGet(wrongUrl.then(
	res => console.log(res),
	err => console.error(err)
); // Error: 404

`catch` 메서드를 사용해 처리

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생
promiseGet(wrongUrl
	.then(res => console.log(res))
	.catch(err => console.error(err)); // Error: 404

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생
promiseGet(wrongUrl
	.then(res => console.log(res))
	.then(undefined, err => console.error(err)); // Error: 404

then 메서드의 두번째 콜백 함수는 첫번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못한다.
또한, 코드가 복잡해져 가독성이 좋지 않다.
catch 메서드를 모든 then 메서드를 호출한 이후에 호출하면 비동기 처리에서 발생한 에러 뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있다.

then보다는 catch 메서드를 사용하는 것이 가독성이 좋고 명확하다.

45.5 프로미스 체이닝

then, catch, finally등의 후속 처리 메서드를 통해 콜백 헬을 해결한다.
후속처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다. ⇒ 연속적으로 호출할 수 있다
= 프로미스 체이닝 (promise chaining)

프로미스 체이닝 예시
const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com'

promiseGet(`${url}/posts/1`)
  .then(({ userId }) => promiseGet(`${url}/users/${userId}`))
  .then(userInfo => console.log(userInfo))
  .catch(err => console.error(err));
후속 처리 메서드 콜백 함수의 인수 후속 처리 메서드의 반환값
then promiseGet 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 값(id가 1인 post) 콜백 함수가 반환한 프로미스
then 첫 번째 then 메서드가 반환한 프로미스가 resolve한 값(post의 userId로 취득한 user 정보) 콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스
catch (에러가 발생하지 않으면 호출되지 않음) promiseGet 함수 또는 앞선 후속 처리 메서드가 반환한 프로미스가 reject한 값 콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스

후속 처리 메서드	콜백 함수의 인수	후속 처리 메서드의 반환값
`then`	`promiseGet` 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 값(`id`가 1인 `post`)	콜백 함수가 반환한 프로미스
`then`	첫 번째 `then` 메서드가 반환한 프로미스가 resolve한 값(`post`의 `userId`로 취득한 `user` 정보)	콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스
`catch` (에러가 발생하지 않으면 호출되지 않음)	`promiseGet` 함수 또는 앞선 후속 처리 메서드가 반환한 프로미스가 reject한 값	콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스

프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속 처리
⇒ 비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 발생하던 콜백 헬이 발생하지 않는다.
하지만 결국 프로미스도 콜백 패턴을 사용하는 것이므로 콜백 함수를 사용하지 않는 것은 아니다.
= 가독성이 좋지 않다.
ES8에서 도입된 async/await을 통해 해결할 수 있다.
- 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있음
- async/await도 프로미스를 기반으로 동작한다.

45.6 프로미스의 정적 메서드

45.6.1 `Promise.resolve`/`Promise.reject`

`Promise.resolve`

인수로 전달 받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.

const resolvedPromise = Promise.resolve([1, 2, 3]);
resolvedPromise.then(console.log); // [1, 2, 3]

위 예제와 아래 예제는 같은 동작을 한다.

const resolvedPromise = new Promise(resolve => resolve([1, 2, 3]));
resolvedPromise.then(console.log); // [1, 2, 3]

`Promise.reject`

인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

// 에러 객체를 reject하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error('Error!'));
rejectedPromise.catch(console.log); // Error: Error!

위 예제와 아래 예제는 같은 동작을 한다.

const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => reject(new Error('Error!')));
rejectedPromise.catch(console.log); // Error: Error!

45.6.2 `Promise.all`

여러개의 비동기 처리를 모두 병렬(parallel)처리할 때 사용한다.

순차 처리

const requestData1 = () => 
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(1), 3000));
const requestData2 = () => 
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(2), 2000));
const requestData3 = () => 
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(3), 1000));

// 세 개의 비동기 처리를 순차적으로 처리
const res = [];
requestData1()
    .then(data => {
        res.push(data);
        return requestData2();
    })
    .then(data => {
        res.push(data);
        return requestData3();
    })
    .then(data => {
        res.push(data);
        console.log(res); // [1, 2, 3] => 약 6초 소요
    })
    .catch(console.error);

병렬 처리 (Promise.all 사용)

const requestData1 = () => 
	new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(1), 3000));
const requestData2 = () => 
	new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(2), 2000));
const requestData3 = () => 
	new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(3), 1000));

// 세 개의 비동기 처리를 병렬로 처리
Promise.all([requestData1(), requestData2(), requestData3()])
	.then(console.log) // [1, 2, 3] => 약 3초 소요
	.catch(console.error);

프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.
모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 resolve된 처리 결과를 첫번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 배열에 저장해 그 배열을 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다
⇒ 처리 순서가 보장된다.
하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료된다.

깃허브 아이디로 깃허브 사용자 이름을 취득하는 3개의 비동기 처리를 병렬로 처리하는 예제

// GET 요청을 위한 비동기 함수
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));
			}
		};
	});
};

const githubIds = ['jeresig', 'ahejlsberg', 'ungmo2'];

Promise.all(githubIds.map(id => promiseGet(`https://api.github.com/users/${id}`)))
	// ['jeresig', 'ahejlsberg', 'ungmo2'] => Promise [userInfo, userInfo, userInfo]
	.then(users => users.map(user => user.name))
	// [userInfo, userInfo, userInfo]
	// -> Promise ['John Resig', 'Anders Hejlsberg', 'Ungmo Lee']
	.then(console.log)
	.catch(console.error);

45.6.3 `Promise.race`

프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달 받음

가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다.

Promise.race([
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(1), 3000));
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(2), 2000));
    new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(3), 1000));
])
    .then(console.log) // 3
    .catch(console.log);

전달된 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다.
(Promise.all 메서드와 동일)

Promise.race([
    new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(newError('Error 1')), 3000));
    new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(newError('Error 2')), 3000));
    new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(newError('Error 3')), 3000));
])
    .then(console.log) 
    .catch(console.log); // Error: Error 3

45.6.4 `Promise.allSettled`

프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
모두 settled 상태(비동기 처리가 수행된 상태, fulfilled 또는 rejected 상태)가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다.
fulfilled 또는 rejected 상태와 상관없이 Promise.allSettled 메서드가 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 모두 담겨 있다.

Promise.allSettled([
	new Promise(resolve => setTimeout(() => reolve(1), 2000));
	new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(newError('Error!')), 1000));
]).then(console.log);
/* 출력
[
	{status: "fulfilled", value: 1},
	{status: "rejected", reason: Error: Error! at <anonymous>:3:54}
]
*/

45.7 마이크로태스크 큐

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

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

위 코드의 출력 순서가 1 → 2 → 3 일것 같지만 사실 2 → 3 → 1로 출력된다.
프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐(microtask queue/jobqueue)에 저장되기 때문이다.

마이크로태스크 큐가 태스크 큐보다 우선순위가 높다.

간단 정리

프로미스 객체는 콜백 패턴의 문제점(콜백 헬, 에러 처리의 한계) 때문에 생겨나게 되었다.
프로미스는 pending, fulfilled, rejected의 상태 정보를 갖고, 이 상태가 바뀔 때 후속 처리 메서드 then, catch, finally를 활용하여 프로미스 체이닝을 구현할 수 있다.
프로미스의 후속 처리 메서드는 항상 프로미스를 반환하기 때문에 연속적으로 호출 할 수 있다. 그래서 프로미스 체이닝이 가능한 것이다.
프로미스의 에러 처리는 then의 두번째 인자보다 catch로 마지막에 해주는 것이 더 좋다.
프로미스도 결국 콜백 함수를 사용하는 것이기 때문에 가독성이 좋지 않다. async/await을 통해 해결할 수 있다.
프로미스는 5개의 정적 메서드를 지원한다. (resolve, reject, all, race, allSettled)
프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로 태스크 큐에 저장되어 다른 비동기 함수보다 우선순위가 높게 실행된다.

프론트엔드 공부를 하면서, 그리고 프로젝트를 경험하면서 항상 머리속에서 구름처럼 두둥실 떠다니던 프로미스라는 것에 대해 확실하게 짚고 넘어갈 수 있었던 시간이었다. 대충 이런 객체라는 것은 알겠는데 프로미스가 왜 나오게 되었고, 프로미스 체이닝이 무엇이며 왜 좋은 것인지, 프로미스의 상태 정보나 동작 원리 등에 대해서 더 확실하게 알 수 있었다.

JiYeeeah

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45.1.1 콜백 헬

45.1.2 에러 처리의 한계

45.2 프로미스의 생성

프로미스의 상태(state) 정보

45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

45.3.1 `Promise.prototype.then`

45.3.2 `Promise.prototype.catch`

45.3.3 `Promise.prototype.finally`

프로미스로 구현한 비동기 함수 get 을 사용해 후속 처리 구현해보기

45.4 프로미스의 에러 처리

`then` 메서드의 두번째 콜백 함수로 처리

`catch` 메서드를 사용해 처리

45.5 프로미스 체이닝

45.6 프로미스의 정적 메서드

45.6.1 `Promise.resolve`/`Promise.reject`

`Promise.resolve`

`Promise.reject`

45.6.2 `Promise.all`

깃허브 아이디로 깃허브 사용자 이름을 취득하는 3개의 비동기 처리를 병렬로 처리하는 예제

45.6.3 `Promise.race`

45.6.4 `Promise.allSettled`

45.7 마이크로태스크 큐

간단 정리

[모던 JS Deep Dive] 44장 REST API

[모던 JS Deep Dive] 45장 프로미스 (2) - fetch

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45.1.1 콜백 헬

45.1.2 에러 처리의 한계

45.2 프로미스의 생성

프로미스의 상태(state) 정보

45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

45.3.1 Promise.prototype.then

45.3.2 Promise.prototype.catch

45.3.3 Promise.prototype.finally

프로미스로 구현한 비동기 함수 get 을 사용해 후속 처리 구현해보기

45.4 프로미스의 에러 처리

then 메서드의 두번째 콜백 함수로 처리

catch 메서드를 사용해 처리

45.5 프로미스 체이닝

45.6 프로미스의 정적 메서드

45.6.1 Promise.resolve/Promise.reject

Promise.resolve

Promise.reject

45.6.2 Promise.all

깃허브 아이디로 깃허브 사용자 이름을 취득하는 3개의 비동기 처리를 병렬로 처리하는 예제

45.6.3 Promise.race

45.6.4 Promise.allSettled

45.7 마이크로태스크 큐

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45.3.1 `Promise.prototype.then`

45.3.2 `Promise.prototype.catch`

45.3.3 `Promise.prototype.finally`

`then` 메서드의 두번째 콜백 함수로 처리

`catch` 메서드를 사용해 처리

45.6.1 `Promise.resolve`/`Promise.reject`

`Promise.resolve`

`Promise.reject`

45.6.2 `Promise.all`

45.6.3 `Promise.race`

45.6.4 `Promise.allSettled`