JavaScript - Promise

이소라·2022년 12월 13일

JavaScript

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Promise

JavaScript는 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용함
- 전통적인 콜백 패턴은 콜백 헬로 인해 가독성이 나쁘고 에러 처리가 곤란함
ES6에서 비동기 처리를 위한 다른 패턴으로 프로미스를 도입함
- 콜백 패턴이 가진 단점을 보완함
- 비동기 처리 시점을 명확하게 표현 가능함

1. 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

1.1 콜백 헬

비동기 함수
- 함수 내부에 비동기로 동작하는 코드를 포함한 함수
비동기 함수의 비동기 처리
- 비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료함
- 비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수 없음
- 비동기 함수의 처리 결과에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 함
- 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적임
  - 비동기 처리가 성공하면 호출할 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출할 콜백 함수를 전달할 수 있음

let g = 0;

setTimout(() => { g = 100; }, 0);

console.log(g); // undefined

콜백 헬
- 콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속처리를 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또다시 비동기 함수를 호출해야 한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생함

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

1.2 에러 처리의 한계

에러는 호출자(caller) 방향을 전파됨
- 콜 스택의 아래 방향(실행 중인 실행 컨텍스트가 푸시되기 직전에 푸시된 실행 컨텍스트 방향)으로 전파됨
- 비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료되어, 콜 스택에서 비동기 함수의 실행 컨텍스트가 제거됨
- 비동기 처리를 위한 콜백 함수는 태스크 큐에 푸시되고, 콜 스택이 비었을 때 콜 스택에 푸쉬되어 실행됨
  - 비동기 처리를 위한 콜백 함수를 호출한 것은 비동기 함수가 아님
  - 에러가 비동기 함수로 전파되지 않음

try {
  setTimeout(() => { throw new Error('Error!'); }, 1000);
} catch (e) {
  // 에러 캐치 X
  console.error('캐치한 에러', e);
}

2. 프로미스의 생성

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하여 프로미스(Promise 객체)를 생성함
- Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수(executor)를 인수로 전달받음
  - 이 콜백 함수는 resolve와 reject 함수를 인수로 전달 받음
  - 비동기 처리가 성공하면, resolve 함수를 호출함
  - 비동기 처리가 실패하면, reject 함수를 호출함

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

프로미스는 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태 정보를 가짐
- 비동기 처리가 아직 수행되지 않은 프로미스 상태 : pending (기본값)
- 비동기 처리가 수행된 프로미스 상태 : settled
  - 프로미스 상태는 resolve 또는 reject 함수를 호출하여 결정됨
    - 비동기 처리 성공 => resolve 함수를 호출해 프로미스를 fufilled 상태로 변경
    - 비동기 처리 실패 => reject 함수를 호출해 프로미스를 rejected 상태로 변경
  - 프로미스가 settled 상태가 되면 더 이상 다른 상태로 변경 X

상태	의미	구현
pending	비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태	플로미스가 생성된 직후 기본 상태
fufilled	비동기 처리가 수행된 상태 (성공)	resolve 함수가 호출된 상태
rejected	비동기 처리가 수행된 상태 (실패)	reject 함수가 호출된 상태
settled	비동기 처리가 수행된 상태 (성공 또는 실패)	resolve 또는 reject 함수가 호출된 상태

프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체임
- 비동기 처리가 성공했을 때
  - 프로미스는 pending 상태에서 fulfilled 상태로 변함
  - 프로미스는 비동기 처리 결과를 값으로 가짐
- 비동기 처리가 실패했을 때
  - 프로미스는 pending 상태에서 rejected 상태로 변함
  - 프로미스는 비동기 처리 결과인 Error 객체를 값으로 가짐

3. 프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스의 처리 결과 또는 에러를 처리 하기 위해, 프로미스는 후속 메서드 then, catch, finally를 제공함
- 프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면, 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출됨
- 후속 처리 메서드의 콜백 함수에 프로미스의 처리 결과가 인수로 전달됨
- 모든 후속 처리 메서드는 프로미스를 반환하고, 비동기로 동작함

3.1 Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받음
- 첫 번째 콜백 함수
  - 프로미스가 fufilled 상태가 되면 호출됨
  - 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받음
- 두 번째 콜백 함수
  - 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출됨
  - 프로미스의 에러를 인수로 전달받음

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

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

then 메서드는 언제나 프로미스를 반환함
- then 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면, 그 프로미스를 그대로 반환함
- then 메서드의 콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하면, 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스를 생성해 반환함

3.2 Promise.prototype.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받음
- catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우에만 호출됨

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

3.3 Promise.prototype.finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달 받음
- finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공(fulfilled) 또는 실패(rejected)와 상관없이 무조건 한 번 호출됨
- finally 메서드는 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용함
- finally 메서드도 언제나 프로미스를 반환함

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

coonst 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')
  .then(res => console.log(res))
  .catch(err => console.error(err))
  .finally(() => console.log('Bye'));

4. 프로미스의 에러 처리

프로미스는 비동기 처리에서 발생한 에러를 문제 없이 처리할 수 있음
1. then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 에러를 처리할 수 있음
2. catch 메서드를 사용해 에러를 처리할 수 있음

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

promiseGet(wrongUrl)
  .then(res => console.log(res),
       err => console.error(err));

then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 에러를 처리할 때 단점
- 첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못함
- 코드가 복잡해져서 가독성이 좋지 않음

promiseGet(wrongUrl)
  .then(res => console.log(res))
  .catch(err => console.error(err)); // Error: 404

catch 메서드를 모든 then 메서드를 호출한 이후에 호출하면, 비동기 처리에서 발생한 에러(rejected 상태)뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있음
- 에러 처리는 catch 메서드에서 하는 것을 권장함

5. 프로미스 체이닝

프로미스 체이닝(promise chaining)
- then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있음
  - then, catch, finally 메서드의 콜백 함수가 반환한 프로미스를 반환함
    - 콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하더라도 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스를 생성해 반환함
프로미스는 프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달 받아 후속 처리하므로, 콜백 헬이 발생하지 않음

6. 프로미스의 정적 메서드

Promise는 주로 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있음
- Promise는 5가지 정적 메서드를 제공함

6.1 Promise.resolve / Promise.reject

Promise.resolve와 Promise.reject 메서드는 이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용함
- Promise.resolve 메서드 : 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성함
- Promise.reject 메서드 : 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성함

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

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

6.2 Promise.all

Promise.all 메서드
- 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용함
- 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블(iterable)을 인수로 전달 받음
- 전달 받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환함
  - 인수로 전달받은 배열의 첫 번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 배열에 저장해 그 배열을 resolve하는 새로운 프로미스를 반환함 (처리 순서 보장)

Promise.all([
  new Promise(resolve => setTimeout() => resolve(1), 3000)),
  new Promise(resolve => setTimeout() => resolve(2), 2000)),
  new Promise(resolve => setTimeout() => resolve(3), 1000))])
    .then(console.log) // [1, 2, 3], 약 3초 소요
    .catch(console.error);

Promise.all 메서드는 인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료함
- 가장 먼저 reject한 에러가 catch 메서드로 전달됨

Promise.all([
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 1')), 3000)), 
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 2')), 2000)), 
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 3')), 1000))
])
  .then(console.log)
  .catch(console.error); // Error: Error 3

Promise.all 메서드는 프로미스가 아닌 값의 이터러블을 인수로 받는다면 Promise.resolve 메서드를 통해 프로미스로 래핑함

Promise.all([
  1, // Promise.resolve(1)
  2, // Promise.resolve(2)
  3, // Promise.resolve(3)
]).then(console.log) // [1, 2, 3]
  .catch(console.error);

6.3 Promise.race

Promise.race 메서드
- 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 이수로 전달받음
- 인수로 전달받은 이터터블의 프로미스 중 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve한 새로운 프로미스를 반환함

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

Promise.race 메서드는 인수로 전달받은 이터러블의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 종료되고 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환함

Promise.race([
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 1')), 3000)), 
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 2')), 2000)), 
  new Promise((_, reject) => setTimeout() => reject(new Error('Error 3')), 1000))
])
  .then(console.log)
  .catch(console.error); // Error: Error 3

Promise.allSettled

Promise.allSettled 메서드
- 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받음
- 전달받은 프로미스가 모두 settled 상태(fulfilled 또는 rejected 상태)가 되면 처리 결과를 배열로 반환함

Promise.allSettled([
  new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(1), 2000)),
  new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error('Error!')), 1000))
])
  .then(console.log);

/*
[
	{ status: "fulfilled", value : 1}, 
    {status: "rejected", reason: Error: Error!}
]
*/

Promise.allSettled 메서드가 반환한 배열에는 fulfilled 또는 rejected 상태와 상관없이 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 담겨 있음
- 프로미스가 fulfilled 상태일 때, 프로미스의 처리 결과를 나타내는 객체
  - status 프로퍼티 : 비동기 처리 상태를 나타냄
  - value 프로퍼티 : 처리 결과를 나타냄
- 프로미스가 fulfilled 상태일 때, 프로미스의 처리 결과를 나타내는 객체
  - status 프로퍼티 : 비동기 처리 상태를 나타냄
  - reason 프로퍼티 : 에러를 나타냄

7. 마이크로태스크 큐

프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 마이크로태스크 큐(microtask queue)에 저장됨
- 마이크로태스크 큐는 태스크 큐보다 우선순위가 높음
- 이벤트 루프의 동작 순서
  1. 콜 스택이 빔
  2. 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행함
  3. 마이크로태스크 큐가 빔
  4. 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행함

8. fetch

fetch 함수
- HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API
- 프로미스를 지원하기 때문에 콜백 패턴의 단점에서 자유로움
- HTTP 요청을 전송할 URL과 HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 전달함

// fetch(url, [, option])
fetch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  .then(response => console.log(response));

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환함
- 후속 처리 메서드 then을 통해 프로미스가 resolve한 Response 객체를 전달 받을 수 있음
- Response.prototype에는 Response 객체에 포함되어 있는 HTTP 응답 몸체(response.body)를 위한 다양한 메서드를 제공함
  - Response.prototype.json 메서드 : Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화(문자열=>객체)함

fetch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  .then(response => response.json())
  .then(json => console.log(json))
// {userId: 1, id: 1, title: "delectus aut autem", completed: false}

fetch 함수는 어프라인 등의 네트워크 장애나 CORS 에러에 의해 요청이 완료되지 못한 경우에만 프로미스를 reject함
- 404 Not Found나 505 Internal Server Error와 같은 HTTP 에러가 발생하면 fetch 함수가 반환하는 프로미스는 불리언 타입의 ok 상태를 false로 설정한 Response 객체를 resolve함
  - HTTP 에러가 발생해도 에러를 reject하지 않음
  - 프로미스가 resolve한 불리언 타입의 ok 상태를 확인해 명시적으로 에러를 처리해야 함

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';
// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 404 Not Found 에러가 발생
fetch(wrongUrl)
// response는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체임
  .then(response => {
  if (!resonse.ok) throw new Error(response.statusText);
  return response.json();
})
  .then(todo => console.log(todo))
  .catch(err => console.error(err));

axios 함수
- 모든 HTTP 에러를 reject하는 프로미스를 반환함
  - 모든 에러를 catch에서 처리할 수 있어서 편리함
- 인터셉터, 요청 설정 등 fetch보다 다양한 기능을 제공함

참고

모던 자바스크립트 Deep Dive Chap 45. 프로미스

이소라

이전 포스트

JavaScript - Event Loop

다음 포스트

JavaScript - Promise

JavaScript

Promise

1. 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

1.1 콜백 헬

1.2 에러 처리의 한계

2. 프로미스의 생성

3. 프로미스의 후속 처리 메서드

3.1 Promise.prototype.then

3.2 Promise.prototype.catch

3.3 Promise.prototype.finally

4. 프로미스의 에러 처리

5. 프로미스 체이닝

6. 프로미스의 정적 메서드

6.1 Promise.resolve / Promise.reject

6.2 Promise.all

6.3 Promise.race

Promise.allSettled

7. 마이크로태스크 큐

8. fetch

참고

JavaScript - Event Loop

JavaScript - Generator & async/await

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