[ 모던 자바스크립트 Deep Dive ] 45장 : 프로미스

• 자바스크립트에서는 비동기 처리를 하기 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다.

• 그러나 콜백 패턴은 다음과 같은 단점이 있다.

  • 콜백 헬로 인해 가독성 나쁨
  • 에러 처리가 곤란함
  • 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데 한계가 있음

• 따라서 ES6에서는 비동기 처리를 위한 또 다른 패턴으로 프로미스를 도입했다.

• 프로미스는 전통적인 콜백 패턴이 가진 단점을 보완하며 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다.

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45.1 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

45.1.1 콜백 헬

비동기 처리가 필요한 이유

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

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


const response = get("https://json~~");
console.log(response); // undefined

1. 비동기 함수 get이 호출되면 get 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 콜 스택에 푸시된다.
2. 이후 함수 코드 실행 과정에서 xhr.load 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러가 바인딩된다.
3. get 함수가 종료되면 get 함수의 실행 컨텍스트가 콜 스택에서 제거된다.
4. 그후 곧바로 console.log(response)가 실행된다.
5. 서버로부터 응답이 도착하면 xhr 객체에서 load 이벤트가 발생한다.

   이때 xhr.load 이벤트 핸들러는 load 이벤트가 발생하면 일단 태스크 큐에 저장되어 대기하다가, 콜 스택이 비면 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다. 따라서 xhr.load 이벤트 핸들러가 실행되는 시점에는 콜 스택이 빈 상태여야 하므로 console.log가 종료된 이후에 실행된다.
   이처럼 비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수도 없다.
   따라서 비동기 함수의 처리 결과에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.

• 이때 비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위해 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이다.
• 팔요에 따라 비동기 처리가 성공하면 호출될 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출될 콜백 함수를 전달할 수 있다.

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

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      successCallback(JSON.parse(xhr.response));
    }else{
      failureCallback(xhr.status);
    }
  };
};

get("https://json~~", console.log, console.error); // 결과 잘 나옴

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

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}`);
    }
  };
};

const url = "https://json~~";

// userId 취득
get(`${url}/posts/1`, ({userId}) => {
	console.log(userId);
  	// userId를 사용해 user 정보 취득
  	get(`${url}/posts/${userId}`, userInfo => {
    	console.log(userInfo);
    })
});

• 위처럼 GET 요청을 통해 서버로부터 응답을 받고, 그 데이터를 사용해 또다시 GET 요청을 하다보면 가독성이 나빠져 실수를 유발하는 원인이 될 수 있다.

콜백 헬

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

45.1.2 에러 처리의 한계

• 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 문제점 중에서 가장 심각한 것은 에러 처리가 곤란하다는 것이다.

try {
	setTimeout(() => {throw new Error('Error!');}, 1000);
}catch(e) {
	console.log('캐치한 에러', e); // 에러를 캐치하지 못한다.
}

1. 비동기 함수인 setTimeout이 호출되면 setTimeout 함수의 실행 컨텍스트가 생성되어 콜 스택에 푸시되어 실행된다.

2. setTimeout은 비동기 함수이므로 콜백 함수가 호출되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료되어 콜 스택에서 제거된다.

3. 이후 타이머가 만료되면 setTimeout의 콜백 함수(에러 부분)은 태스크 큐로 푸시되고, 콜 스택이 비어졌을 때 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다.

   • setTimeout 함수의 콜백 함수가 실행될 때 setTimeout 함수는 이미 콜 스택에서 제거된 상태다. 이는
   • setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것이 setTimeout 함수가 아니라는 것을 의미하기 때문에
   • setTimeout 함수의 콜백 함수가 발생시킨 에러는 catch 블록에서 캐치되지 않는다.

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45.2 프로미스의 생성

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

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

• Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행한다.
• 이때 비동기 처리가 성공하면 resolve 함수를 호출하고, 실패하면 reject 함수를 호출한다.

const get = 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);
    	}
  	};
};

get('https://~~');

• 프로미스는 다음과 같이 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태 정보를 갖는다.
  
• 생성된 직후의 프로미스는 기본적으로 pending 상태이고 비동기 처리 결과에 따라 프로미스의 상태가 변경된다.
• fulfilled 또는 rejected 상태를 settled 상태라고 한다.(성공/실패 여부와 상관없이 비동기 처리가 수행된 상태)
  

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45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

• 프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 이에 따른 후속 처리를 해야 한다.

이를 위해 프로미스는 후속 메서드 then, catch, finally를 제공한다.

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45.3.1 Promise.prototype.then

• then 메서드는 2개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

1. fulfilled 상태일 때 호출되는 콜백 함수 -> 성공 처리 콜백 함수
2. rejected 상태일 때 호출되는 콜백 함수 -> 실패 처리 콜백 함수

new Promise(resolve => resolve('fulfilled'))
	.then(v => console.log(v), e => console.error(e))
    

45.3.2 Promise.prototype.catch

• catch 메서드는 1개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
• catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우에만 호출된다.

new Promise(resolve => reject(new Error('rejected')))
	.catch(e => console.log(e))

45.3.3 Promise.prototype.finally

• finally 메서드는 1개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
• finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공 또는 실패와 상관없이 무조건 1번 호출된다.
• finally 메서드는 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다.

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

후속 처리 구현

const get = 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);
    	}
  	};
};

get('https://~~')
	.then(res => console.log(res))
	.catch(err => console.error(err))
	.finally(() => console.log('Bye'));

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45.4 프로미스의 에러 처리

• 프로미스로 에러를 처리할 수 있는 방법은 2가지가 있다.

1. then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리

2. catch 메서드를 사용해 처리

   • 1번 방법 보다 2번 방법이 가독성이 좋고 명확하기 때문에 에러 처리는 2번 방법을 권장한다.

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45.5 프로미스 체이닝

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

  • 프로미스는 프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속 처리를 하므로 비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 발생하던 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/await를 통해 해결할 수 있다.
  async/await를 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 구현할 수 있다.

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45.6 프로미스의 정적 메서드

45.6.1 Promise.resolve / Promise.reject

• 이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다.

• Promise.resolve 메서드는 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.

• Promise.reject 메서드는 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

// 배열을 resolve/reject 하는 프로미스를 생성
const resolvedPromise = Promise.resolve([1,2,3]);
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error('Error'));

// 위와 동일함
const resolvedPromise = new Promise(resolve => resolve([1,2,3]);
const rejectedPromise = new Promise((_,reject) => reject(new Error('Error'));

45.6.2 Promise.all

• 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다.

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

Promise.all([requestData1(), requestData2(), requestData3()])
	.then(console.log) // [1,2,3]
    .catch(console.error)

45.6.3 Promise.race

• Promise.all 메서드와 동일하게 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
• Promise.all 처럼 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리는 것이 아니라 가장 먼저
• fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다.

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

Promise.race([requestData1(), requestData2(), requestData3()])
	.then(console.log) // 3
    .catch(console.error)

45.6.4 Promise.allSettled

• 전달받은 프로미스가 모두 settled 상태가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다.
• Promise.allSettled 메서드가 반환한 배열에는 fulfilled 또는 rejected 상태와는 상관없이
• Promise.allSettled 메서드가 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 모두 담겨 있다.

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45.7 마이크로태스트 큐

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

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

• 위 예제의 출력 순서는 2 -> 3 -> 1 이다.
  • 그 이유는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장되기 때문이다.

콜백 함수나 이벤트 핸들러를 일시 저장한다는 점에서 태스크 큐와 동일하지만 마이크로태스크 큐는 태스크 큐보다 우선순위가 높다.

• 즉, 이벤트 루프는 콜 스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다. 이후 마이크로태스크 큐가 비면 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다.

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45.8 fetch

• fetch 함수는 XMLHttpRequest 객체와 마찬가지로 HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API다.

• fetch 함수는 XMLHttpRequest 객체보다 사용법이 간단하고 프로미스를 지원하기 때문에 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점에서 자유롭다.

• fetch 함수에는 HTTP 요청을 전송할 URL과 HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 전달한다.

const promise = fetch(url, [, options]);

• fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환한다.

  • fetch 함수가 반환하는 프로미스는 기본적으로 404나 500 같은 HTTP 에러가 발생해도 에러를 reject하지 않고 Response 객체를 resolve한다. 네트워크 장애나 CORS 에러에 의해 요청이 완료되지 못한 경우에만 프로미스를 reject한다.

• 따라서 fetch 함수를 사용할 때는 fetch 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 불리언 타입의 ok 상태를 확인해 명시적으로 에러를 처리해야 한다.

  • 참고로 axios는 모든 HTTP 에러를 reject하는 프로미스를 반환한다. 따라서 모든 에러를 catch에서 처리할 수 있어 편리하다. 또한, axios는 인터셉터, 요청 설정 등 더 다양한 기능을 제공한다.