45장 프로미스(1)

2023년 5월 12일 842p~856p

자바스크립트는 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다. 하지만 전통적인 콜백 패턴은 콜백 헬로 인해 가독성이 나쁘고 비동기 처리 중 발생한 에러의 처리가곤란하며 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데도 한계가 있다.

ES6에서는 비동기 처리를 위한 또 다른 패턴으로 프로미스를 도입했다. 프로미스는 전통적인 콜백 패턴이 가진 단점을 보완하며 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다는 장점이 있다.

45.1 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

45.1.1 콜백 헬

GET 요청을 위한 함수 예시를 살펴보자.

// GET 요청을 위한 비동기 함수
const get = url => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open('GET', url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      // 서버의 응답을 콘솔에 출력한다.
      console.log(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

// id가 1인 post를 취득
get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1');
/*
{
  "userId": 1,
  "id": 1,
  "title": "sunt aut facere ...",
  "body": "quia et suscipit ..."
}
*/

위 예제의 get 함수는 서버의 응답 결과를 콘솔에 출력한다. get 함수는 비동기 함수다. get 함수 내부의 onload 이벤트 핸들러가 비동기로 동작하기 때문이다.

비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다 해도 기다리지 않고 즉시 종료된다. 즉, 비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드는 비동기 함수가 종료된 이후에 완료된다.

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

// GET 요청을 위한 비동기 함수
const get = url => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open('GET', url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      // ① 서버의 응답을 반환한다.
      return JSON.parse(xhr.response);
    }
    console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
  };
};

// ② id가 1인 post를 취득
const response = get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1');
console.log(response); // undefined

get 함수가 실행될 때 실행 컨텍스트 생성되고 실행 컨텍스트가 콜 스택에 푸시된다. 이후 함수 코드 실행 과정에서 xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러가 바인딩 되는데 이때 xhr.onload 이벤트 핸들러는 테스크 큐에 저장 된다.

get 함수가 종료되어 실행 컨텍스트가 제거되고 console.log 함수가 실행 컨텍스트에 푸시된다. 이때 xhr.onload 이벤트가 발생하더라도 콜 스택이 비어있지 않으므로 무시되고 console.log 함수 실행되어 아무 값이 없으므로 undefinded가 반환된다. 반환 이후 콜 스택이 제거 되고 콜 스택이 비어있으므로 마침내 이벤트 루프에 의해 xhr.onload 함수가 콜 스택에 푸시되고 실행된다.

이처럼 console.log가 호출되기 직전에 load 이벤트가 발생하더라도 xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러는 결코 console.log보다 먼저 실행되지 않는다.

이러한 이유로 비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수도 없다.

따라서 비동기 함수의 처리 결과(서버의 응답 등)에 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. 필요에 따라 비동기 처리가 성공하면 호출될 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출될 콜백 함수를 전달할 수 있다.

// GET 요청을 위한 비동기 함수
const get = (url, successCallback, failureCallback) => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open('GET', url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      // 서버의 응답을 콜백 함수에 인수로 전달하면서 호출하여 응답에 대한 후속 처리를 한다.
      successCallback(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      // 에러 정보를 콜백 함수에 인수로 전달하면서 호출하여 에러 처리를 한다.
      failureCallback(xhr.status);
    }
  };
};

// id가 1인 post를 취득
// 서버의 응답에 대한 후속 처리를 위한 콜백 함수를 비동기 함수인 get에 전달해야 한다.
get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1', console.log, console.error);
/*
{
  "userId": 1,
  "id": 1,
  "title": "sunt aut facere ...",
  "body": "quia et suscipit ..."
}
*/

이처럼 콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행할 수 있다.

하지만 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 또 다시 비동기 함수를 호출해야 한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생하는데, 이를 "콜백 헬"이라 한다. 즉, 비동기 함수의 후속 처리의 콜백 함수가 비동기 처리의 결과값을 기준으로 또 다시 비동기 함수를 호출하는 것이다.

예제를 살펴보자.

// GET 요청을 위한 비동기 함수
const get = (url, callback) => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();
  xhr.open('GET', url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      // 서버의 응답을 콜백 함수에 전달하면서 호출하여 응답에 대한 후속 처리를 한다.
      callback(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com';

// id가 1인 post의 userId를 취득
get(`${url}/posts/1`, ({ userId }) => {
  console.log(userId); // 1
  // post의 userId를 사용하여 user 정보를 취득
  get(`${url}/users/${userId}`, userInfo => {
    console.log(userInfo); // {id: 1, name: "Leanne Graham", username: "Bret",...}
  });
});

위 예제를 보면 GET 요청을 통해 서버로부터 응답(id가 1인 post)을 취득하고 이 데이터를 사용하여 또 다시 GET 요청을 한다. 이 콜백 함수가 중첩되면 콜백 헬이 발생한다. 콜백 헬은 가독성을 나쁘게 하며 실수를 유발하는 원인이 된다.

아래의 코드는 전형적인 콜백 헬의 예시다.

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

이처럼, 콜백 패턴은 에러 처리의 한계를 가진다. 이를 극복하기 위해 ES6에서 프로미스가 도입되었다.

45.2 프로미스의 생성

프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체다.

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하면 프로미스(Promise 객체)를 생성한다. ES6에서 도입된 Promise는 호스트 객체가 아닌 ECMAScript 사양에 정의된 표준 빌트인 객체다.

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

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

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

앞에서 보았던 비동기 함수 get을 프로미스로 바꿔보자.

// GET 요청을 위한 비동기 함수
const promiseGet = url => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET', url);
    xhr.send();

    xhr.onload = () => {
      if (xhr.status === 200) {
        // 성공적으로 응답을 전달받으면 resolve 함수를 호출한다.
        resolve(JSON.parse(xhr.response));
      } else {
        // 에러 처리를 위해 reject 함수를 호출한다.
        reject(new Error(xhr.status));
      }
    };
  });
};

// promiseGet 함수는 프로미스를 반환한다.
promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1');

비동기 함수인 promiseGet은 함수 내부에서 프로미스를 생성하고 반환한다. 비동기 처리는 Promise 생성자 함수가 아규먼트로 전달받은 콜백 함수 내부에서 수행한다. 만약 비동기처리가 성공하면 비동기 처리 결과를 resolve 함수에 인수로 전달하면서 호출하고, 비동기 처리가 실패하면 에러를 reject 함수에 인수로 전달하면서 호출한다.

프로미스는 비동기 처리에 대한 상태 정보를 갖는다.

프로미스의 상태 정보	의미	상태 변경 조건
pending	비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태	프로미스가 생성된 직후 기본 상태
fulfilled	비동기 처리가 수행된 상태(성공)	resolve 함수 호출
rejected	비동기 처리가 수행된 상태(실패)	reject 함수 호출

비동기 처리 성공 : resolve 함수를 호출해 프로미스를 fulfilled 상태로 변경한다.
비동기 처리 실패 : reject 함수를 호출해 프로미스를 rejected 상태로 변경한다.

프로미스의 상태는 resolve 또는 reject 함수를 호출하는 것으로 결정된다.

45.3 프로미스의 후속 처리 메서드

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

프로미스가 fulfilled 상태가 되면 프로미스의 처리 결과를 가지고 무언가를 해야 하고,프로미스가 rejected 상태가 되면 프로미스의 처리결과(에러)를 가지고 에러 처리를 해야 한다.이를 위해 프로미스는 후속 메서드 then, catch, finally를 제공한다.

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

45.3.1 Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. 첫 번째 콜백 함수는 비동기 처리가 성공했을 때 호출되는 성공 처리 콜백 함수이며, 두 번째 콜백 함수는 비동기 처리가 실패했을 때 호출되는 실패 처리 콜백 함수다. then 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.

// fulfilled
new Promise(resolve => resolve('fulfilled'))
  .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

45.3.2 Promise.prototype.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출된다. 에러처리에 유용하게 사용된다. catch 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.

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

내부적으로 then(undefined, onRejected)를 호출한다. 즉, catch 메서드는 then의 두 번째 콜백 함수와 동일하게 동작한다.

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

45.3.3 Promise.prototype.finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. 성공 여부와 상관없이 무조건 한 번 호출된다. finally는 프로미스 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다. finally 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.

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

프로미스 메소드를 활용하여 비동기 함수 get을 사용해 후속 처리를 구현하면 다음과 같다.

const promiseGet = url => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET', url);
    xhr.send();

    xhr.onload = () => {
      if (xhr.status === 200) {
        // 성공적으로 응답을 전달받으면 resolve 함수를 호출한다.
        resolve(JSON.parse(xhr.response));
      } else {
        // 에러 처리를 위해 reject 함수를 호출한다.
        reject(new Error(xhr.status));
      }
    };
  });
};

// promiseGet 함수는 프로미스를 반환한다.
promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1')
  .then(res => console.log(res))
  .catch(err => console.error(err))
  .finally(() => console.log('Bye!'));

45.4 프로미스의 에러 처리

비동기 처리 결과에 대한 후속 처리는 then, catch, finally를 사용해 수행한다. 되도록 then이 아닌 catch 메서드에서 하는 것을 권장한다.

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