[45장] Promise

junjeong·2023년 11월 6일
JavaScript모던 자바스크립트 Deep Dive 북스터디
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[북스터디] 모던 자바스크립트 Deep dive

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프로미스

  • 자바스크립트에서 비동기 작업을 다루기 위한 객체
  • 비동기 작업을 더 효율적으로 다룰 수 있게 해준다.
  • 전통적인 콜백 패턴이 가진 콜백지옥의 가독성 문제와 에러 처리가 곤란하다는 단점을 보완

비동기 처리 - 기존 콜백 패턴의 단점

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

  • 비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료되기 때문
let g = 0;

// setTimeout 비동기 함수의 콜백 함수에서 전역 변수 g의 값이 변경되길 기대
// 실제로는 변수 g의 값은 변경되지 않는다.
// setTimeout 의 콜백함수가 콜 스택으로 이동해서 실행되는 시점에는 이미 console.log 함수가 끝난 시점이기 때문
setTimeout(() => {
  g = 100;
}, 0);

console.log(g); // 0

따라서, 비동기 함수의 처리 결과(대표적으로, 서버의 응답 등)에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.

  • 이때 후속 처리를 위한 비동기 함수를 콜백 함수로 전달하는 것이 일반적이다.
  • 필요에 따라, 비동기 처리가 성공하면 호출 될 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출될 콜백 함수를 전달하는 것
// GET 요청을 위한 비동기 함수
// 요청 결과에 따라 수행할 성공,실패 콜백 함수 전달
const get = (url, successCallback, failureCallback) => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open();
  xhr.send("GET", url);

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

get("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1", console.log, console.error);
// {
//   userId: 1,
//   id: 1,
//   title: 'sunt aut facere repellat provident occaecati excepturi optio reprehenderit',
//   body: 'quia et suscipit\nsuscipit recusandae consequuntur …strum rerum est autem sunt rem eveniet architecto'
// };

다만, 이런식으로 후속 처리에 필요한 비동기 함수를 콜백 함수로 전달하고 호출하는 방식이 중첩되면 복잡도가 높아지는 현상이 발생 → 콜백지옥(callback hell)

...

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

또한, 콜백 패턴의 문제점 중 가장 심각한 것은 에러 처리가 곤란하다는 것

  • 에러는 호출자(caller)방향으로 전파된다.
    • 즉, 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 푸시되기 직전에 푸시된 실행 컨텍스트 방향으로 전파된다.
try {
  setTimeout(() => {
    throw new Error("Error!");
  }, 1000);
} catch (error) {
  // 이벤트 큐에서 콜 스택으로 setTimeout 의 콜백 함수로 이동되어 실행되는 시점에서 setTimout 함수는 이미, 콜 스택에서 pop된 상태이고 주체가 아니다.
  // 콜백 함수의 호출자(caller)가 setTimeout 인데, 에러 발생 시점에 존재하지 않기 때문에 Error 를 캐치할 수 없다.
  console.error("캐치 에러 :", error);
}

프로미스 생성

Promise 생성자 함수를 new 키워드와 함께 호출해서 프로미스(Promise 객체)를 생성

  • 프로미스는 호스트 객체가 아닌 ECAMScript 사양에 정의된 표준 빌트인 객체
  • Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달 받는다.
    • resolve 와 reject 함수를 인수로 전달
```jsx
const promise = new Promise((resovle, reject) => {
  if(비동기 처리 성공) {
    resolve('result');
  } else {
    reject('failure Error');
  }
})
```
  • 프로미스는 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태(state)정보를 가진다.
    프로미스 상태 정보의미상태 변경 조건
    pending비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태프로미스가 생성된 직후 기본 상태
    fulfilled비동기 처리가 수행된 상태( 성공 )resolve 함수 호출
    rejected비동기 처리가 수행된 상태( 실패 )reject 함수 호출
    • 기본적으로는 pending 상태이며, 이후 비동기 처리가 수행되면 비동기 처리 결과에 따라 프로미스 상태가 변경
      • 비동기 처리 성공 → resolve 함수를 호출 → 프로미스를 fulfilled 상태로 변경
      • 비동기 처리 실패 → reject 함수를 호출 → 프로미스를 rejected 상태로 변경
    • 즉, 프로미스 상태는 resolve 또는 reject 함수를 호출하는 것으로 결정
    • rejected 또는 fulfilled 상태를 settled 상태라고 한다.
      • 즉, settled 상태는 비동기 처리가 수행된 상태를 의미
      • 한 번 settled 상태가 되면 더는 다른 상태로 변화할 수 없다.
  • 프로미스는 비동기 처리 상태와 비동기 처리 결과도 상태로 갖는다.

프로미스 후속 처리 메서드

프로미스의 비동기 처리 상태가 변경되면, 이에 따른 후속 처리를 해야 한다.

  • 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 → 프로미스의 처리 결과를 가지고 무언가를 수행
  • 프로미스가 rejected 상태가 되면 → 프로미스의 처리 결과(에러)를 가지고 에러 처리를 수행

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면, 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출된다.

  • 이를 위해, 프로미스는 후속 처리 메서드 then, catch, finally 를 제공

Promise.prototype.then

두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

  • 첫 번째 콜백 함수 → 프로미스가 fulfilled 상태(resolve 함수가 호출된 상태)가 되면 호출, 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받음
  • 두 번째 콜백 함수 → 프로미스가 rejected 상태(reject 함수가 호출된 상태)가 되면 호출, 콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받음
new Promise((resolve) => resolve("fulfilled")).then(
  (v) => console.log(v),
  (e) => console.error(e),
);
// fulfilled

new Promise((_, reject) => reject(new Error("rejected"))).then(
  (v) => console.log(v),
  (e) => console.error(e),
);
// Error: rejected
  • then 메서드는 언제나 프로미스를 반환
    • then 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면 그 프로미스를 그대로 반환
    • 값을 반환하면 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject 하여 프로미스를 생성해 반환

Promise.prototype.catch

한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

  • 프로미스가 rejected 상태(reject 함수가 호출된 상태)인 경우만 호출
  • catch 메서드는 then(undefined, onRejected) 과 동일하게 동작
  • catch 메서드도 언제나 프로미스를 반환
new Promise((_, reject) => reject(new Error("rejected"))).catch((e) => console.log(e)); // Error: rejected

// 위에 catch 문과 같은 기능을 하는 then 버전
new Promise((_, reject) => reject(new Error("rejected"))).then(undefined, (e) => console.log(e)); // Error: rejected

Promise.prototype.finally

한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

  • 프로미스의 성공 또는 실패와 상관없이 무조건 한 번 호출된다.
  • 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용
  • finally 메서드도 언제나 프로미스를 반환
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));
      }
    };
  });
};

promiseGET("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1")
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log(err))
  .finally(() => console.log("End !"));

// {
//   userId: 1,
//   id: 1,
//   title: 'sunt aut facere repellat provident occaecati excepturi optio reprehenderit',
//   body: 'quia et suscipit\nsuscipit recusandae consequuntur …strum rerum est autem sunt rem eveniet architecto'
// }
// End !

프로미스의 에러 처리

두 가지 방법이 있다.

  • then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리하는 방법
    • then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 전달 받는다고 했다.
    • 즉, then(성공 시, 실패 시)를 의미했다.
    • 따라서, then(_ , onRejected)의 형태로 호출하면 에러 처리 가능
```jsx
const promiseGET = (url) => { ... }

const wrongURL = "https://wrongURL.com";
// then 메서드 두 번째 파라미터로 에러 캐칭 메서드를 넘기는 방식
promiseGET(wrongURL).then(
  (res) => console.log(res),
  (err) => console.log(err),
);
```
  • catch 메서드로 처리하는 방법
    const promiseGET = (url) => { ... }

// catch 메서드를 사용하는 방식
promiseGET(wrongURL)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log(err));

// catch 메서드는 내부적으로 다음과 같다.
promiseGET(wrongURL)
  .then((res) => console.log(res))
  .then(undefined, (err) => console.log(err));

다만, 일반적으로 프로미스의 에러 처리는 catch 메서드로 처리한다.

  • then 메서드의 두 번째 인수로 에러 처리 콜백 함수에서 발생한 에러는 캐치하지 못하고 코드가 복잡해져 가독성도 좋지 않다는 단점이 존재하기 때문

프로미스 체이닝

프로미스 체이닝(Promise chainning) : then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스(Promise 객체)를 반환하기 때문에, 연속적으로 호출(체이닝)이 가능

  • 비동기 작업을 순차적으로 실행시키고자 할 때 콜백 헬 현상을 방지하고 전체 작업을 보다 깔끔하게 표현하기 위하여 사용한다.
  • 다만, 프로미스도 콜백 패턴을 사용하므로 콜백 함수를 아예 사용하지 않는 것은 아니다.

콜백 패턴은 가독성이 좋지 않다.

  • 이 문제를 ES8에 도입된 async / await 를 통해 해결 가능하다.
    • 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현 가능
```jsx
const promiseGET = (url) => { ... }
const url = "https://jsonplaceholder.typicode.com";

(async () => {
  const { userId } = await promiseGET(`${url}/posts/1`);
  const userInfo = await promiseGET(`${url}/users${userId}`);
  console.log(userInfo);
})();
```

프로미스 정적 메서드

Promise 는 생성자 함수, 즉 함수도 객체이므로 메서드를 가진다.

  • 5가지 정적 메서드를 제공

Promise.resolve / Promise.reject 정적 메서드

이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용

  • Promise.resolve → 인수로 전달받은 값을 resolve 하는 프로미스를 생성
```jsx
const resolvedPromise = Promise.resolve([1, 2, 3]);
// const resolvedPromise = new Promise((resolve) => resolve([1, 2, 3]));

resolvedPromise.then((v) => console.log(v)); // [ 1, 2, 3 ]
```
  • Promise.reject → 인수로 전달받은 값(에러)을 reject 하는 프로미스를 생성
    const rejectedPromise = Promise.reject(new Error("Error !"));
// const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => reject(new Error("Error !")));

rejectedPromise.catch((err) => console.log(err)); // Error: Error !

Promise.all 정적 메서드

여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬(parallel)처리할 때 사용

  • 서로 독립적인 여러 비동기 처리를 Promise.prototype.then 후속 처리 메서드로 체이닝 하는 경우
```jsx
const req1 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
const req2 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
const req3 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

const res = [];
req1()
  .then((data) => {
    res.push(data);
    return req2();
  })
  .then((data) => {
    res.push(data);
    return req3();
  })
  .then((data) => {
    res.push(data);
    console.log(res);
  })
  .catch((err) => console.log(err));

// 약 6초 뒤..
// [ 1, 2, 3 ]
```
  • 서로 독립적인 여러 비동기 처리를 Promise.all 정적 메서드로 처리하는 경우
    const req1 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
const req2 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
const req3 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

Promise.all([req1(), req2(), req3()])
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log(err));

// 약 3초 뒤.. ( 가장 오래 걸리는 비동기 처리가 3000ms(약 3초))
// [ 1, 2, 3 ]
  • Promise.all 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
  • 전달받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환
    • Promise.all 메서드가 종료하는 데 걸리는 시간 = 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 프로미스의 처리 시간 + a 시간
    • 순서가 보장된다.
      • 가장 늦게 fulfilled 되는 프로미스가 배열 요소에 앞에 있어도, 순서대로 배열에 저장 후 새로운 프로미스를 반환
  • 전달받은 프로미스 요소들 중, 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스의 진행 상태와 상관없이 기다리지 않고 즉시 종료
    const req1 = () => new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error("Error 1")), 3000));
const req2 = () => new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error("Error 2")), 2000));
const req3 = () => new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error("Error 3")), 1000));

Promise.all([req1(), req2(), req3()])
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log(err));

// 약 1초 뒤..
// Error: Error 3 << 모든 프로미스 작업 중 가장 빠르게 rejected 되는 프로미스의 reject 함수를 호출
  • 전달받은 이터러블의 요소들이 프로미스가 아닌 값인 경우, Promise.resolve 메서드를 통해 프로미스로 래핑한다.
    Promise.all([1, 2, 3])
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log);

// [ 1, 2, 3 ]

Promise.race 정적 메서드

Promise.all 메서드와 동일하게 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.

  • 다만, Promise.all 메서드처럼 모든 프로미스 요소들이 fulfilled 될 때까지 기다리지 않고, 가장 먼저 fulfilled 상태가 되는 프로미스의 처리 결과를 resolve 하는 새로운 프로미스를 반환
const req1 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
const req2 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
const req3 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

Promise.race([req1(), req2(), req3()])
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((err) => console.log(err));

// 약 1초 뒤.. ( 가장 먼저 fulfilled 상태가 되는 프로미스 처리 결과를 resolve 함수 호출로 프로미스 반환 )
// 3
// 나머지 약 2초 뒤, 종료 ( 가장 오래 걸리는 프로미스 기준 )

Promise.allSetteld 정적 메서드

ES11에 도입, 전달받은 프로미스가 모두 settled 상태(= 비동기 처리가 수행된 상태)가 되면, 처리 결과를 배열로 반환

  • 프로미스가 fulfilled 상태인 경우 → { status, value } 프로퍼티를 갖는다.
  • 프로미스가 rejected 상태인 경우 → { status, reason } 프로퍼티를 갖는다.
  • 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
const resolvedPromise = new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 2000));
const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error("Error !"), 1000)));

Promise.allSettled([resolvedPromise, rejectedPromise]).then((res) => console.log(res));
// [
//   { status: 'fulfilled', value: 1 },
//   {
//     status: 'rejected',
//     reason: Error: Error !
//         at Timeout._onTimeout (C:\Users\forze\Desktop\Docs-modernJS__deepDive\37-Promise\index.js:2:76)
//         at listOnTimeout (node:internal/timers:556:17)
//         at processTimers (node:internal/timers:499:7)
//   }
// ]

마이크로태스크 큐

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

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

// 2 3 1
  • 위에 예제의 결과는 1 → 2 → 3 이 아닌, 2 → 3 → 1 순으로 출력된다.

그 이유는, 프로미스 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐(task queue, = event queue)가 아닌 마이크로태스크 큐(microtask queue, = job queue)에 저장된다.

  • 마이크로태스크 큐는 태스크 큐와는 브라우저에서 제공하는 별도의 큐다.
    • 마이크로태스크 큐(= 잡 큐) → 프로미스 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시적으로 보관
    • 태스크 큐(= 이벤트 큐) → 그 외의 비동기 함수의 콜백 함수나 이벤트 핸들러가 일시적으로 보관
  • 우선 순위 = 마이크로태스크 큐 > 태스크 큐
    • 즉, 이벤트 루프는 콜 스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행
    • 이후 마이크로태스크 큐가 비면 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행

fetch

XMLHttpRequest 객체와 마찬가지로 HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API

  • XTMLHttpRequest 객체보다 사용법이 간단하며, 프로미스를 지원하기 때문에 비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 자유롭다.
  • . jQuery.ajax()와도 비슷하지만 요즘 jQuery를 잘 안 쓰는 추세이므로, Fetch가 훨씬 많이 쓰이는 것 같다.
const promise = fetch(url [, options]);

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환

fetch("https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1").then((res) => console.log(res));

// Response
// {
//   type: 'cors',
//   url: 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1',
//   redirected: false,
//   status: 200,
//   ok: true,
//   …
// }
  • Response 객체의 Response.prototype 에는 Response 객체에 포함되어 있는 HTTP 응답 몸체를 위한 다양한 메서드를 제공한다.
    • Response.prototpye.json 메서드 : fetch 함수가 반환한 프로미스가 래핑하고 있는 MIME 타입이 application/json 인 HTTP 응답 몸체를 취득
      • Response 객체에서 HTTP Response Body를 취득하여 역직렬화(deserializing)한다. ( 서버 응답 데이터 획득 )

fetch - CRUD 예시

`// HTTP Request(요청) 모음 객체 생성
const request = {
get(url) {
return fetch(url);
},

post(url, payload) {
return fetch(url, {
method: "POST",
headers: { "content-Type": "application/json " },
body: JSON.stringify(payload),
});
},

patch(url, payload) {
return fetch(url, {
method: "PATCH",
headers: { "content-Type": "application/json " },
body: JSON.stringify(payload),
});
},

delete(url) {
return fetch(url, { method: "DELETE " });
},
};

const url = "HTTP 통신 요청할 url"; @

// GET 예시
request
.get(url)
.then((res) => res.json())
.then((data) => console.log(data));

// POST 예시
request
.post(url, { obj })
.then((res) => res.json())
.then((data) => console.log(data))
.catch((err) => console.error(err));

// PATCH 예시
request
.patch(url, { obj })
.then((res) => res.json())
.then((data) => console.log(data))
.catch((err) => console.error(err));

// DELETE 예시
request
.delete(url, { obj })
.then((res) => res.json())
.then((data) => console.log(data))
.catch((err) => console.error(err));`

Axios VS Fetch

AxiosFetch
라이브러리 설치 o라이브러리 설치 x
자동 JSON 변환JSON 변환 필요
속도가 상대적으로 느림속도가 상대적으로 빠름
자동 문자열 변환POST 요청 시 "JSON.stringfy()"를 사용하여 객체를 문자열 변환
상태코드가 범위를 넘어가면 거부HTTP 에러 응답 시, promise 거부 x, 네트워크 장애시만 거부
다양한 브라우저에서 사용 가능지원이 되지 않는 브라우저가 있음
  • 프로젝트 요구 사항, 개발 환경 및 선호도에 따라 다를 수 있다
  • axios는 더 많은 기능과 설정 옵션을 제공하며, 복잡한 요청 및 응답 처리에 적합할 수 있다. fetch는 브라우저에서 제공하는 네이티브 API로 가벼우며, 단순한 요청을 처리하는 데 유용할 수 있다. 선택은 프로젝트의 요구 사항과 개발자의 편의성에 따라 달라진다

요약

  1. 비동기 코드 관리: 현대의 웹 애플리케이션과 서버에서는 많은 비동기 작업이 발생합니다. 이러한 작업은 데이터 가져오기, 파일 업로드, 네트워크 요청 등 다양한 형태로 나타납니다. 프로미스를 사용하면 이러한 비동기 작업을 관리하고 연쇄적으로 실행할 수 있어 코드를 더 깔끔하게 작성할 수 있습니다.
  2. 에러 처리: 프로미스는 에러 처리를 간편하게 만듭니다. catch() 메서드를 사용하여 에러를 처리하거나 예외적인 상황에 대비할 수 있습니다.
  3. 병렬 작업: 여러 개의 비동기 작업을 병렬로 처리하고, 모든 작업이 완료될 때까지 기다릴 수 있습니다. 이는 성능 향상에 도움이 됩니다.
  4. 코드 가독성: 프로미스를 사용하면 비동기 코드의 가독성을 향상시킬 수 있습니다. 연속적인 .then() 호출을 통해 작업의 흐름을 명확하게 표현할 수 있습니다.
  5. 중첩된 비동기 작업 관리: 프로미스는 중첩된 비동기 작업의 콜백 지옥(Callback Hell)을 피하고, 비동기 코드를 보다 구조화된 형태로 작성할 수 있게 합니다.
  6. 모듈화: 프로미스를 사용하면 코드를 모듈화하고 재사용할 수 있습니다. 다양한 모듈에서 프로미스를 반환하고, 필요한 곳에서 이를 조합하여 사용할 수 있습니다.

따라서 프로미스는 현대의 웹 및 서버 개발에서 중요한 도구 중 하나로 자리 잡고 있으며, 비동기 작업을 효과적으로 다루고 유지보수 가능한 코드를 작성하는 데 큰 도움을 줍니다.

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