46장 제너레이터와 async/await

Minju Kim·2022년 11월 15일
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1. 제너레이터란?

ES6에서 도입된 제너레이터는 코드블록의 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 재개할 수 있는 특수한 함수다.

제너레이터와 일반 함수의 차이

1. 제너레이터 함수는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도할 수 있다.
: 일반 함수를 호출하면 제어권이 함수에게 넘어가고 함수 코드를 일괄 실행한다. 제너레이터 함수는 함수 실행을 함수 호출자가 일시 중지시키거나 재개시킬 수 있다.함수의 제어권을 함수가 독점하는 것이 아니라 함수 호출자에게 양도할 수 있다는 것을 의미한다.

2. 제너레이터 함수는 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있다.
: 일반 함수는 함수가 실행되고 있는 동안에는 함수 외부에서 함수 내부로 값을 전달하여 함수의 상태를 변경할 수 없다. 제너레이터 함수는 함수 호출자에게 상태를 전달할 수 있고, 함수 호출자로부터 상태를 전달받을 수도 있다.

3. 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
: 제너레이터 함수를 호출하면 함수 코드를 실행하는 것이 아니라, 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체를 반환한다.

2. 제너레이터 함수의 정의

function* 키워드로 선언한다. 그리고 하나 이상의 yield 표현식을 포함한다. 

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

// 제너레이터 함수 표현식
const genExpFunc = function* () {
  yield 1;
}

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

⛔️ 제너레이터 함수는 화살표 함수로 정의할 수 없다.
⛔️ 제너레이터 함수는 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없다.

3. 제너레이터 객체

제너레이터 함수를 호출하면 일반 함수처럼 함수 코드블록을 실행하지 않고,
제너레이터 객체를 생성해 반환한다.

  • 제너레이터 함수가 반환한 제너레이터 객체는 이터러블이면서 동시에 이터레이터다.

다시 말해, Symbol.iterator메서드를 상속받는 이터러블이면서 value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유하는 이터레이터다.

function* getFunc() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

// 제너레이터 함수 호출시 제너레이터 객체를 반환
const generator = getFunc();

console.log(Symbol.iterator in generator); //true 
console.log('next' in generator) // true

제너레이터 객체는 next 메서드를 갖는 이터레이터이지만, 이터레이터에는 없는 return, throw 메서드를 갖는다. 세 개의 메서드를 호출하면 다음과 같이 동작한다.

  • next 메서드 호출시 : 제너레이터 함수의 yield 표현식까지 코드 블록을 실행, yield된 값을 value의 프로퍼티 값으로, false를 done 프로퍼티 값으로 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
  • return 메서드 호출시 : 인수로 전달받은 값을 value 프로퍼티 값으로, true를 done 프로퍼티 값으로 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
  • throw 메서드 호출 시 : 인수로 전달받은 에러를 발생시키고 undefined를 value의 프로퍼티 값으로, true를 done 프로퍼티 갑으로 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.
function* genFunc(){
  try{
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  } catch(e){
    console.error(e);
  }
}

const generator = genFunc();

console.log(generator.next()); // {value:1, done: false}
console.log(generator.return('End!')); // {value:'End!', done:true}
console.log(generator.throw('Error!')); // {value: undefined, done:true}

4. 제너레이터의 일시 중지와 재개

제너레이터는 yield 키워드와 next 메서드를 통해 실행을 임시 중지했다가 필요한 시점에 다시 재개할 수 있다. 단, 일반 함수처럼 한 번에 코드 블록의 모든 코드를 일괄 실행하는 것이 아니라 yield 표현식까지만 실행한다. yield 키워드는 제너레이터 함수의 실행을 일시 중지시키거나 yield 키워드 뒤에 오는 표현식의 평가 결과를 제너레이터 함수 호출자에게 반환한다.

// 제너레이터 함수
function getFunc(){
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

const generator = getFunc();

console.log(generator.next()); // {value: 1, done: false}
console.log(generator.next()); // {value: 2, done: false}
console.log(generator.next()); // {value: 3, done: false}
console.log(generator.next()); // {value: undefined, done:true}

제너레이터 객체의 next 메서드는 이터레이터의 next 메서드와 달리 인수를 전달할 수 있다. 제너레이터 객체의 next 메서드에 전달한 인수는 제너레이터 함수의 yield 표현식을 할당받는 변수에 할당된다.
⛔️ yield 표현식을 할당받는 변수에 yield 표현식의 평가 결과가 할당되지 않는것을 주의해야 한다!!

function* getFunc(){
  // 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지된다.
  // x 변수에는 아직 아무것도 할당되지 않았다. x 변수의 값은 next 메서드가 두 번째 호출될 때 결정된다.
  const x = yield 1;
  
  // 인수 10은 첫 번째 yield 표현식을 할당받는 x 변수에 할당된다. 
  const y = yield (x + 10);
  return x + y;
}

const generator = getFunc(0);
let res = generator.next();
console.log(res); // {value: 1, done: false}

res = generator.next(10); // 10은 이 때 x에 할당된다.
console.log(res); // {value: 20, done: false}

res = generator.next(20); 
console.log(res); // {value: 30, done:false}

😆 이처럼 제러네이터 함수는 next 메서드와 yield 표현식을 통해 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있다. 함수 호출자는 next 메서드를 통해 yield 표현식까지 함수를 실행시켜 제너레이터 객체가 관리하는 상태를 꺼내올 수 있고,, next 메서드에 인수를 전달해서 제너레이터 객체에 상태를 밀어넣을 수 있다. 이를 잘 활용하면 비동기처리를 동기처리처럼 구현할 수 있다.

5. 제너레이터의 활용

5.1 이터러블의 구현

기존에 무한 이터러블 생성하는 함수

const infiniteFibonacci = (function () {
  let [pre, cur] = [0,1];
  
  return {
    [Symbol.iterator]() {return this;},
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre+cur];
      // 무한 이터러블이므로 done 프로퍼티를 생략
      return {value: cur};
    };
  };
}()};

제너레이터를 활용하면 손쉽게 만들 수 있다.

const infiniteFibonacci = (function* () {
  let [pre, cur] = [0, 1];
  
  while(true) {
    [pre, cur] = [cur, pre+cur];
    yield cur;
  }
}()};

for (const num of infiniteFibonacci){
  if(num>10000) break;
  console.log(num); // 1 2 3 5 8 ...
}

5.2 비동기 처리

제너레이터 함수는 next 메서드와 yield 표현식을 통해 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있다고 했다. 이러한 특성을 활용하면 프로미스를 사용한 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현할 수 있다. 다시 말해, 프로미스의 후속 처리 메서드 then/catch/finally 없이 비동기 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다.

const async = generatorFunc => {
  const generator = generatorFunc(); //  --- 2) 제너레이터 객체를 생성하고
  
  const onResolved = arg => {
    const result = generator.next(arg); // ---5) next메서드를 호출한다.
    
    return result.done ? result.value : result.value.then(res => onResolved(res)); // --- 7) 재귀적으로 onResolved 함수를 다시 실행
  };
  
  return onResolved; // --- 3) onResolved함수를 반환한다.
};

(async(function* fetchTodo(){ // --- 1) async함수 호출
  const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1'; 
  const response = yield fetch(url); // --- 6) fetch까지 실행, done이 false이므로
  const todo = yield response.json(); // ---7) response에 값이 할당되고, yield까지 또 실행
  console.log(todo);
})()); // ---4) onResolved 함수를 즉시실행하고

*async 함수는 이해를 돕기 위해 간략화 한 것이다.

6. async/await

제너레이터 이용해서 비동기 처리 가능해졌으나 코드가 복잡해졌다. ES8에서는 제너레이터보다 간단하고 가독성 좋게 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작하도록 구현할 수 있는 async/await가 도입되었다.

async/await는 프로미스를 기반으로 동작하며, then/catch/finally 후속 처리 메서드에 콜백함수를 전달해서 비동기 처리 결과를 후속 처리할 필요 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스를 사용할 수 있다.

async function fetchTodo() {
  const url = 'http~~';
  
  const reponse = await fetch(url);
  const todo = await response.json();
  console.log(todo);

6.1 async 함수

await 키워드는 반드시 async 함수 내부에서 사용해야 한다.
async 함수는 async 키워드를 사용해 정의하며 언제나 프로미스를 반환한다.
async 함수가 명시적으로 프로미스를 반환하지 않더라도 async 함수는 암묵적으로 반환값을 resolve하는 프로미스를 반환한다.

// async 함수 선언문
async funcction foo(n) { return n; }
foo(1).then(v => console.log(v));// 1

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

// async 화살표 함수
const bar = async n => n;

6.2 await 키워드

await 키워드는 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하다가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve 한 처리 결과를 반환한다. await 키워드는 반드시 프로미스 앞에서 사용해야 한다.

async function foo() {
  const a = await new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
  const b = await new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
  const c = await new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(3), 1000));
}

// 아무 연관이 없는 위의 애들을 저렇게 처리해 줄 필요가 없다.
// 아래처럼 Promise.all 로 한번에 묶어서 처리하는게 낫다.

async function foo() {
  const res = await Promise.all([new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(1), 3000)), 
                                 new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(2), 2000)), 
                                 new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(3), 1000))]);
}

6.3 에러 처리

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점 중 가장 심각한 것은 에러처리가 곤란하다는 것이었다. 비동기함수의 콜백함수를 호출한 것은 비동기 함수가 아니기 때문에 try...catch문을 사용해 에러를 캐치할 수 없다.

그러나 async/await 에서 에러처리는 try...catch문을 사용할 수 있다. 콜백 함수를 인수로 전달받는 비동기 함수와는 달리 프로미스를 반환하는 비동기 함수는 명시적으로 호출할 수 있기 때문에 호출자가 명확하다.

  • async 함수 내에서 catch 문을 사용해서 에러 처리를 하지 않으면 async 함수는 발생한 에러를 reject하는 프로미스를 반환하기 때문에, async 함수를 호출하고 Promise.prototype.catch 후속 처리 메서드를 사용해서 에러를 캐치할 수도 있다.
const foo = async() => {
  try{
    const wrongUrl= 'https://wrong.url';
    
    const response = await fetch(wrongUrl);
    const data = await response.json();
  }catch(err){
    console.log(err); // try 코드 블록 내의 모든 문에서 발생한 일반적인 에러까지 모두 캐치 가능
  }
};  
  

foo().then(console.log).catch(console.error); // 요렇게도 사용가능하다.
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