[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 45. 프로미스

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

✅콜백 헬

콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 다시 비동기 함수를 호출할 경우 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상

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.
비동기 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드에서 처리 결과를 외부로 반환하거나 상위 스코프의 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다.
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.
비동기 처리가 성공하면 호출될 콜백 함수와 비동기 처리가 실패하면 호출될 콜백 함수를 전달할 수 있다.

✅에러 처리의 한계

비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 에러 처리가 곤란하다.

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

에러는 호출자 방향으로 전파된다.
즉, 콜 스택의 아래 방향(실행 중인 실행 컨텍스트가 푸시되기 직전에 푸시된 실행 컨텍스트 방향)으로 전파된다.
하지만 setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것은 setTimeout 함수가 아니기 때문에 setTimeout 함수의 콜백 함수가 발생시킨 에러는 catch 블록에서 캐치되지 않는다.

프로미스의 생성

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하면 Promise 객체를 생성한다.
Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백함수를 인수로 전달받고, 콜백함수는 resolve와 reject 함수를 인수로 전달받는다.
Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행하고 비동기 처리가 성공하면 콜백 함수의 인수로 전달받은 resolve 함수를 호출하고, 비동기 처리가 실패하면 reject 함수를 호출한다.

// 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');
    } 
});

프로미스는 아래와 같이 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 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

생성된 직후의 프로미스는 기본적으로 pending 상태이며 이후 비동기 처리가 수행되면 그 결과에 따라 다음과 같이 프로미스의 상태가 변경된다.
- 비동기 처리 성공: resolve 함수를 호출해 프로미스를 fulfilled 상태로 변경
- 비동기 처리 실패: reject 함수를 호출해 프로미스를 rejected 상태로 변경
프로미스의 상태는 resolve 또는 reject 함수를 호출하는 것으로 결정된다.

프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스는 후속 메서드 then, catch, finally를 제공한다.
프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출된다.
모든 후속 처리 메서드는 프로미스를 반환하며 비동기로 동작한다.

✅ Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 호출된다.
- 즉, 비동기 처리가 성공했을 때 호출되는 성공 처리 콜백함수이다.
- 이때 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받는다.
두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출된다.
- 즉, 비동기 처리가 실패했을 때 호출되는 실패 처리 콜백 함수이다.
- 이때 콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받는다.
then 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.

✅ Promise.prototype.catch

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

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

catch 메서드는 then과 동일하게 동작하므로 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

✅ Promise.prototype.finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.
finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성패 여부와 관계없이 무조건 한 번 호출된다.
따라서 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다.
finally 메서드도 then/catch 메서드와 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

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

프로미스의 에러처리

비동기 처리 결과에 대한 후속 처리는 프로미스가 제공 하는 후속 처리 메서드 then, catch, finally를 사용하여 수행한다.
비동기 처리에서 발생한 에러는 then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리하거나 catch를 사용해 처리할 수 있다.
then 메서드에 두 번째 콜백 함수를 전달하는 것보다 catch 메서드를 사용하는 것이 가독성이 좋고 명확하기 때문에 에러 처리는 then 메서드보다는 catch 메서드에서 하는 것이 좋다.

프로미스의 체이닝

then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있다.
아래 코드의 경우 then -> then -> catch 순서로 후속 처리 메서드를 호출한다.

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

// id가 1인 post의 userId 취득 
promiseGet(`${url}/posts/1`) 
    // 취득한 post의 userId로 user 정보를 취득 
    .then(({ userId }) => promiseGet(`${url}/users/${userId}`)) 
    .then(userInfo => console.log(userInfo)) 
    .catch(err => console.error(err));

프로미스의 정적 메서드

✅ Promise.resolve / Promise.reject

이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용

Promise.resolve 메서드는 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.
Promise.reject 메서드는 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

✅ Promise.all

여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용

인수로 전달받은 배열의 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 종료한다.
모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 resolve된 처리 결과를 모두 배열에 저장하여 새로운 프로미스를 반환한다.
인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

✅ Promise.race

가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve 하는 새로운 프로미스를 반환

rejected 상태가 되면 Promise.all 메서드와 동일하게 처리된다.
전달된 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다.

✅ Promise.allSettled

전달받은 프로미스가 모두 settled 상태가 되면 처리 결과를 배열로 반환

Promise.allSettled 메서드가 반환한 배열에는 fulfilled 또는 rejected 상태와 상관없이 Promise.allSettled 메서드가 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 모두 담겨 있다.

마이크로태스크 큐

프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장된다.
태스크 큐와는 별도의 큐이며 콜백함수나 이벤트 핸들러를 일시 저장한다는 점에서 태스크 큐와 동일하지만 태스크 큐보다 우선순위가 높다.

fetch

XMLHttpRequest객체와 마찬가지로 HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API

HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환하므로 후속 처리 메서드 then을 통해 프로미스가 resolve한 Response 객체를 전달받을 수 있다.
fetch 함수를 사용할 때에는 fetch 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 불리언 타입의 ok 상태를 확인해 명시적으로 에러를 처리할 필요가 있다.

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

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 404 Not Found 에러가 발생한다． 
fetch(wrongUrl) 
    // response는 HTTP 응답을 나타내는 response 객체이다.
    .then(response => { 
        if (!response.ok) throw new Error(response.statusText); 
        return response.json(); 
	})
    .then(todo => console.log(todo)) 
	.catch(err => console.error(err));

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비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

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프로미스의 생성

프로미스의 후속 처리 메서드

✅ Promise.prototype.then

✅ Promise.prototype.catch

✅ Promise.prototype.finally

프로미스의 에러처리

프로미스의 체이닝

프로미스의 정적 메서드

✅ Promise.resolve / Promise.reject

✅ Promise.all

✅ Promise.race

✅ Promise.allSettled

마이크로태스크 큐

fetch

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