제너레이터와 async / await

김동현·2021년 9월 7일

JavaScript

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제너레이터란?

ES6에 도입된 제너레이터는 🔑 코드 블록을 일시 중지했다가 필요한 시점에 다시 실행할 수 있는 특수한 함수입니다.
제너레이터와 일반 함수와의 차이점은 다음과 같습니다.

1. "제너레이터 함수는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도할 수 있습니다."
: 일반 함수를 호출하면 함수 실행 제어권이 함수에게 넘어가고 함수 코드를 일괄 실행합니다. 즉, 함수 호출자는 함수를 호출한 이후 함수 실행을 제어할 수 없습니다. 🐱 제너레이터 함수는 함수 실행을 함수 호출문이 제어할 수 있습니다. 즉, 함수 제어권을 함수가 독점하는 것이 아니라 함수 호출자에게 양도할 수 있다는 것을 의미합니다.

2. "제너레이터 함수는 함수 호출자와 상태를 주고 받을 수 있습니다."
: 일반 함수를 호출하면 매개변수를 통해 외부의 값을 전달받고 함수 코드를 일괄 실행하여 반환값을 함수 외부로 반환합니다. 즉, 함수가 실행되고 있는 동안에는 함수 외부에서 내부로 값을 전달할 수 없습니다. 🐹 제너레이터 함수는 함수 호출자와 양방향으로 함수의 상태를 주고 받을 수 있습니다. 다시 말해, 제러레이터 함수는 함수 호출자에게 상태를 전달할 수 있고 함수 호출자로부터 상태를 전달받을 수도 있습니다.

3. "제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환합니다."
: 일반 함수를 호출하면 함수 코드를 일괄 실행하고 반환값을 반환합니다.
🐶 제너레이터 함수를 호출하면 함수 코드를 실행하는 것이 아니라 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체를 반환합니다.

제너레이터 함수 정의

제너레이터 함수는 function* 키워드로 정의합니다. 그리고 하나 이상의 yield 문을 포함합니다.

// 제너레이터 함수 선언문
function genFunc() {
	yield 1;
}

// 제너레이터 함수 표현식
const genFunc = function* () {
	yield 1;
|

// 제너레이터 메서드
const obj = {
	* genFunc() {
    	yield 1;
    }
};

// 제너레이터 클래스 메서드
class MyClass {
	* genFunc() {
    	yield 1;
    }
}

🍘 단, 제러네이터 함수는 화살표 함수로 정의할 수 없으며, new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없습니다. 제너레이터 함수는 인스턴스가 아닌 제너레이터 객체를 반환하기 때문입니다.

제너레이터 객체

제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 생성하여 반환합니다. 제너레이터 함수가 반환한 제너레이터 객체는 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 객체입니다.
🔑 즉, 제너레이터 객체는 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이면서, value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유하는 이터레이터입니다.

저너레이터 객체는 next 메서드를 갖는 이터레이터이지만 일반적인 이터레이터에는 존재하지 않는 return, throw 메서드를 갖습니다. 제너레이터 객체의 세 개의 메서드를 호출하면 다음과 같이 동작합니다.

next 메서드를 호출하면 제너레이터 함수에서 yield 표현식까지 코드 블록을 실행하고, yield된 값을 value 프로퍼티 값으로, 함수의 코드가 끝까지 실행되었는지에 대한 여부를 불리언 값으로 done 프로퍼티에 할당한 이터레이터 리절트 객체를 반환합니다.
return 메서드를 호출하면 인수로 전달받은 값을 value 프로퍼티 값으로, true를 done 프로퍼티 값으로 하는 이터레이터 리절트 객체를 반환합니다.
throw 메서드를 호출하면 인수로 전달받은 에러를 발생시키고, undefined를 value 프로퍼티로, true를 done 프로퍼티로 하는 이터레이터 리절트 객체를 반환합니다.

제너레이터의 일시 중지와 재개

🍘 제너레이터는 yield 키워드와 next 메서드로 함수의 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 실행을 재개할 수 있습니다. 일반 함수는 호출 이후 실행 제어권을 함수가 독점하지만, 제너레이터는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도하여 필요한 시점에 함수 실행을 재개할 수 있습니다.
제러네티어 함수를 호출하면 제너레이터 함수를 실행하는 것이 아니라 제너레이터 객체를 반환합니다. 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체는 next 메서드를 갖습니다. 제러네이터 객체의 next 메서드를 호출하면 제너레이터 함수의 코드 블록을 실행합니다.
🍶 단, 일반 함수처럼 한 번에 코드 블록의 모든 코드를 일괄 실행하는 것이 아니라 yield 표현식까지만 실행합니다. yield 키워드는 제너레이터 함수의 실행을 일시 중지시키거나 yield 뒤에 오는 표현식의 평가 결과를 제너레이터 함수 호출자에게 반환합니다.

function* genFunc() {
	yield 1;
    	yield 2;
    	yield 3;
}
const generator = genFunc();  // 제너레이터 객체 생성
// next 메서드 호출시 이터레이터 리절트 객체를 반환
generator.next(); // { value: 1, done: false }
generator.next(); // { value: 2, done: false }
generator.next(); // { value: 3, done: false }
generator.next(); // { value: undefined, done: true }

제너레이터 객체의 next 메서드를 호출하면 yield 표현식까지만 실행되고 일시 중지됩니다. 이때 함수 실행의 제어권이 함수 호출자로 양도됩니다. 이후 필요한 시점에 호출자가 다시 next 메서드를 호출하면 일시 중지된 코드부터 실행을 재개하여 다음 yield 표현식까지 실행되고 또 다시 일시 중지됩니다.
🥝 이때 제너레이터 객체의 next 메서드는 value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환합니다. next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에는 yield 표현식에서 yield된 값이 할당되고 done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 불리언 값이 할당됩니다.

이처럼 next 메서드를 반복 호출하여 yield 표현식까지 실행과 일시 중지를 반복하다가 제너레이터 함수가 끝까지 실행되면 next 메서드가 반환하는 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에는 제너레이터 함수의 반환값이 할당되고 done 프로퍼티에는 제너레이터 함수의 실행이 끝까지 실행되었음을 의미하는 true가 할당된다.

일반적인 이터레이터 객체의 next 메서드와는 달리 제너레이터 객체의 next 메서드에 인수를 전달할 수 있습니다. 🔑 전달한 인수는 제너레이터 함수의 yield 표현식을 할당받는 변수에 할당됩니다. 즉, yield 표현식을 할당받는 변수에는 yield된 값이 할당되지 않는다는 점에 주의해야 합니다.

function* genFunc() {
	const x = yield 1;
    	cosnt y = yield (x + 10);
   	return x + y;
}
const generator = genFunc(); // 제너레이터 객체 생성
// next 메서드 호출시 이터레이터 리절트 객체 반환
generator.next(); // { value: 1, done: false }
generator.next(10); // { value: 20, done: false }
generator.next(20); // { value: 30, done: true }

🔑 이처럼 제너레이터 함수는 next 메서드와 yield 표현식을 통해 함수 호출자와 함수의 상태를 서로 주고 받을 수 있습니다.

async / await

ES8에서는 제너레이터보다 간단하고 가독성이 좋게 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작할 수 있도록 구현할 수 있는 async / await가 도입되었습니다.

🍘 async / await는 프로미스를 기반으로 동작합니다. async / await는 프로미스의 후속 처리 메서드인 then, catch, finally 후속 처리 메서드에 콜백 함수를 전달해서 비동기 처리 결과를 후속처리할 필요 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스를 사용할 수 있습니다.
🔑 즉, 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있습니다.

async 함수

🥝 await 키워드는 반드시 async 함수 내부에서만 사용이 가능합니다. async 함수는 async 키워드를 통해 정의하며 언제나 프로미스를 반환합니다. 명시적으로 프로미스를 반환하지 않는다고 해도 암묵적으로 반환값을 resolve하는 프로미스를 반환합니다.

// async 함수 선언문
async function foo(n) { return n; }

// async 함수 표현식
const foo = async function(n) { return n; }

// async 화살표 함수


// async 메서드
const obj = {
	async foo(n) { return n; }
}

// async 클래스 메서드
class MyClass {
	async foo(n) { return n; }
}

async 메서드 또한 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없습니다. async 함수는 인스턴스가 아닌 언제나 프로미스를 반환하기 때문입니다.

await 키워드

🔑 await 키워드는 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하다가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과를 반환합니다. await 키워드는 반드시 프로미스 앞에서 사용해야 합니다.

const getGithubUserName = async id => {
	// await 키워드는 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하였다가, 프로미스가 settled 상태가 되면 resolve한 값을 반환한다.
	const res = await fetch(`https://api.github.com/{id}`};  // res 변수에 Resoponse 객체 할당
    	const { name } = await res.json();
    	console.log(name);
};

await 키워드는 프로미스가 settled 상태(비동기 처리가 완료된 상태)가 될때까지 대기했다가 fetch 함수가 수행한 HTTP 요청에 대한 서버의 응답이 도착해서 fetch 함수가 반환한 프로미스의 비동기 처리 상태가 fulfilled가 될 때까지 대기한다. 이후 프로미스가 settled가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과가 res 변수에 할당된다.
🔑 이처럼 await 키워드는 다음 실행을 일시 중지시켰다가 프로미스의 상태가 settled가 되면 다시 재개한다. 이를 통해 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작할 수 있도록 구현할 수 있다.

에러 처리

비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 가장 큰 문제는 에러 처리가 곤란하다는 것이다. 에러는 호출자 방향으로 전달이 되는데 비동기 함수의 콜백 함수를 호출한 함수가 비동기 함수가 아니므로 try...catch 문으로 에러를 캐치할 수 없습니다.
async / await에서 에러 처리는 try...catch문을 사용하여 캐치할 수 있습니다. 콜백 함수를 인수로 전달받는 비동기 함수와는 달리 🍒 프로미스를 반환하는 비동기 함수는 명시적으로 호출할 수 있기 때문에 호출자가 명확합니다.

🧚 async 함수 내에서 catch 문으로 에러를 처리하지 않으면 async 함수는 에러를 reject하는 프로미스를 반환합니다. 따라서 async 함수를 호출한 뒤 Pormise.prototype.catch 메서드를 사용하여 에러를 캐치할 수도 있습니다.