모던 자바스크립트 Deep Dive - 45. 프로미스

지영·2022년 2월 22일
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프로미스

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

비동기 함수란 함수 내부에 비동기로 동작하는 코드를 포함한 함수를 말한다.

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 코드는 비동기 함수가 종료된 이후에 완료되기 때문에,
비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수도 없다.

따라서 비동기 함수의 처리 결과(서버의 응답(response객체) 등)에 대한
--> 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.

비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위해 비동기 함수에 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이다.

하지만 콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또 다시 비동기 함수를 호출해야 한다면
콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생하는데,
이를 콜백 헬이라고 한다.

45.2 프로미스의 생성

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하면 프로미스(Promise 객체)를 생성한다.

Promise는 호스트 객체가 아닌 ECMAScript 사양에 정의된 표준 빌트인 객체다.

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

Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행한다.

이때 비동기 처리가 성공하면,
콜백 함수의 인수로 전달받은 resolve함수를 호출하고,

비동기 처리가 실패하면,
reject 함수를 호출한다.

비동기 처리는 Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 수행한다.

프로미스는 다음과 같이
현재 비동기 처리가 어떻게 진행되고 있는지를 나타내는 상태 정보를 갖는다.

프로미스의 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

생성된 직후의 프로미스는 기본적으로 pending 상태다.

이후 비동기 처리가 수행되면 비동기 처리 결과에 따라 다음과 같이 프로미스의 상태가 변경된다.

생성된 직후의 프로미스는 기본적으로 pending 상태이다.

이후 비동기 처리가 수행되면 비동기 처리 결과에 따라 다음과 같이 프로미스의 상태가 변경된다.

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

--> 이처럼 프로미스의 상태는 resolve 또는 reject 함수를 호출하는 것으로 결정된다!

fulfilled 또는 rejected 상태를 settled 상태라고 한다.

setteled 상태는 fulfilled 또는 reject 상태와 상관없이
--> pending이 아닌 상태로 비동기 처리가 수행된 상태를 말한다.

프로미스는 pending 상태에서 fulfilled 또는 rejected상태,
즉 settled 상태가 되면 더는 다른 상태로 변화할 수 없다.

프로미스는 비동기 처리 상태와 더불어 비동기 처리 결과도 상태로 갖는다.

비동기 처리가 성공하면 프로미스는 pending 상태에서 fulfilled상태로 변화한다.
그리고 비동기 처리 결과를 값으로 갖는다.

비동기 처리가 실패하면 프로미스는 pending 상태에서 rejected 상태로 변화한다.
그리고 비동기 처리 결과를 값으로 갖는다.

즉, 프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체다.

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.

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

이때 후속 처리 메서드의 콜백 함수에 프로미스의 처리 결과가 인수로 전달된다.

모든 후속 처리 메서드(then, catch, finally)는
-->프로미스 객체를 반환하며!
-->비동기로 동작한다!

💡 프로미스의 후속 처리 메서드

45.3.1 Promise.prototype.then

then 메서드는 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

첫 번째 콜백 함수는
--> 비동기 처리가 성공했을 때 호출되는 성공 처리 콜백함수이다.

첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태(resolve함수가 호출된 상태)가 되면 호출된다.

이때 콜백 함수는
--> 프로미스의 비동기 처리 결과 (resolve함수의 인수로 전달된 비동기 처리 결과)를 인수로 전달받는다.

then 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.
만약 then 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면,
--> 그 프로미스를 그대로 반환하고

콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하면
--> 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject 하여 프로미스를 생성해 반환한다.

45.3.2 Promise.prototype.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출된다.

catch 메서드는 then 메서드와 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

45.3.3 Promise.prototype.finailly

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

finally 메서드의 콜백 함수는
--> 프로미스의 성공(fulfilled)또는 실패(rejected)와 상관 없이 무조건 한 번 호출된다.

finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다.

finally 메서드도 then/catch메서드와 마찬가지로
--> 언제나 프로미스를 반환한다.

45.4 프로미스의 에러 처리

비동기 처리 결과에 대한 후속 처리는 프로미스가 제공하는 후속 처리 메서드 then, catch, finally를 사용하여 수행한다.

비동기 처리에서 발생한 에러는
--> 프로미스의 후속 처리 메서드 catch를 사용해 처리할 수 있다.

catch 메서드를 모든 then 메서드를 호출한 이후에 호출하면
--> 비동기 처리에서 발생한 에러(rejected 상태)뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있다.

따라서 예외 처리는 then 메서드에서 하지 말고
--> catch 메서드에서 하는 것을 권장한다.

45.5 프로미스 체이닝

프로미스는 then, catch, finally 후속 처리 메서드를 통해 콜백 헬을 해결한다.

then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로
--> 연속적으로 호출할 수 있다.
--> 이를 프로미스 체이닝이라 한다.

후속 처리 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 상태가 변경되면 선택적으로 호출된다.

⭐️ 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 명시적으로 반환한 값이 없다면?!

--> 콜백 함수는 undefined를 반환한다!

후속 처리 메서드는
--> 콜백 함수가 반환한 값인 undefined를 resolve 한 프로미스 객체를 반환한다!

// console.log()메서드는 값을 return을 해주는 함수가 아니기 때문에,
// undefined를 리턴한다.
.then(resolve => console.log(resolve))
.then(console.log); // undefined

이처럼 then, catch, finally 후속 처리 메서드는
--> 콜백 함수가 반환한 프로미스를 반환한다.

만약 콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하더라도
--> 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스 객체를 생성해 반환한다!

프로미스는 프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속 처리를 하므로, 콜백 헬이 발생하지 않는다.

다만 프로미스도 콜백 패턴을 사용하므로 콜백 함수를 사용하지 않는 것은 아니다.

async / await 를 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다!

45.6 프로미스의 정적 메서드

Promise 는 주로 생성자 함수로 사용되지만,
함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있다.

Promise는 5가지 정적 메서드를 제공한다.

45.6.1 Promise.resolve / Promise.reject

Promise.resolve 와 Promise.reject 메서드는 이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다.

Promise.resolve 메서드는
--> 인수로 전달받은 값을 resolve 하는 프로미스 객체를 생성한다.

// 배열을 resolve 하는 프로미스 객체를 생성
const resolvedPromise = Promise.resolve([1, 2, 3]);
resolvedPromise.then(console.log); // [1, 2, 3]

위의 예제는 아래의 예제와 동일하게 동작한다.

// 배열을 resolve 하는 프로미스 객체를 생성
const resolvedPromise = new Promise((resolve) => resolve([1, 2, 3]));

resolvedPromise.then(console.log); // [1, 2, 3]

Promise.reject 메서드는 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

// 에러 객체를 reject 하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error("Error!"));

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

위의 예제는 아래의 예제와 동일하게 동작한다.

// 에러 객체를 reject 하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => reject(new Error("Error!")));

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

45.6.2 Promise.all

Promise.all 메서드는 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다.

앞선 비동기 처리 결과를 다음 비동기 처리가 사용하지 않는 경우
--> 비동기 처리를 순차적으로 처리할 필요가 없다!

Promise.all 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.

그리고 전달받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled(resolve) 상태가 되면
--> 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스 객체를 반환한다.

Promise.all 메서드가 종료하는데 걸리는 시간은
--> 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 프로미스 객체의 처리 시간보다 조금 더 길다!

Promise.all의 인수로 전달된 배열의 요소인 모든 프로미스가
fulfilled 상태가 되면,
--> resolve된 처리 결과를 모두 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.

이때, 첫 번째 요소인 프로미스 객체가 가장 나중에 fulfilled 상태가 되어도
--> Promise.all 메서드는 첫 번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 배열에 저장해 그 배열을 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다.

즉, 처리 순서가 보장된다!

Promise.all 메서드는 인수로 전달받은 배열의 프로미스 객체가 하나라도
reject 상태가 되면
--> 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

💡 아래 예제의 경우 세 번째 프로미스가 가장 먼저 rejected 상태가 되므로
--> 세 번째 프로미스가 reject한 에러가 catch 메서드로 전달된다.

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.log); // Error: Error 3

Promise.all 메서드는 인수로 전달받은 이터러블의 요소가 프로미스가 아닌 경우
--> Promise.resolve 메서드를 통해 프로미스로 래핑한다.

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

45.6.3 Promise.race

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

Promise.race 메서드는 Promise.all 메서드처럼 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리는 것이 아니라,

--> 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve하는
새로운 프로미스를 반환한다.

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

프로미스가 rejected 상태가 되면 Promise.all 메서드와 동일하게 처리된다.

즉, Promise.race 메서드에 전달된 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면
--> 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다.

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.log); // Error: Error 3

45.6.4 Promise.allSettled

Promise.allSettled 메서드는
--> 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.

그리고 전달받은 프로미스가 모두
settled 상태 --> (비동기 처리가 수행된 상태, 즉 fulfilled 또는 rejected 상태) 가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다.

Promise.allSettled([
  new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 1000)),
  new Promise((_, reject) =>
    setTimeout(() => reject(new Error("Error!")), 1000)
  )
]).then(console.log);
// [Object, Object]
// 0: Object
// status: "fulfilled"
// value: 1
// 1: Object
// status: "rejected"
// reason:
// Error: Error!

Promise.allSettled 메서드가 반환한 배열에는
--> fulfilled 또는 rejected 상태와는 상관없이

Promise.allSettled 메서드가 인수로 전달받은 배열의
--> 모든 프로미스 객체들의 처리 결과가 모두 담겨 있다.

프로미스의 처리 결과를 나타내는 객체

  • 프로미스가 fulfilled 상태인 경우
    --> 비동기 처리 상태를 나타내는 status 프로퍼티와, 처리 결과를 나타내는 value 프로퍼티를 갖는다.
  • 프로미스가 rejected 상태인 경우
    --> 비동기 처리 상태를 나타내는 status 프로퍼티와, 에러를 나타내는 reason 프로퍼티를 갖는다.

💡Promise.allsettled 메서드의 인자로 전달받은 배열의 요소인 프로미스가 모두
--> settled 상태가 되면 처리 결과를 객체로 반환한 요소를 담은 배열을 반환한다.

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

45.7 마이크로태스크 큐

setTimeout(() => console.log(1), 0);
// setTimeout의 콜백이 태스크 큐에 제일 먼저 쌓여있다.
// 콜스텍이 빌 때까지 콜백은 태스크 큐에서 대기한다.

Promise.resolve()
  .then(() => console.log(2))
  .then(() => console.log(3));
// -> 2, 3, 1

프로미스의 후속 처리 메서드도 비동기로 동작하므로
-->1 -> 2 -> 3 의 순서로 출력될 것처럼 보이지만!
--> 2 -> 3 -> 1 의 순으로 출력된다!

그 이유는 프로미스의 후속 처리 메서드(then, catch, finally)의 콜백 함수는
--> 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장되기 때문이다!

💡 마이크로태스크 큐

마이크로태스크 큐는 별도의 큐다.

마이크로태스크 큐에는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시 저장된다.

그 외의 비동기 함수의 콜백 함수나 이벤트 핸들러는 태스크 큐에 일시 저장된다.

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.

45.8 fetch

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

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

fetch 함수에는
--> HTTP 요청을 전송할 URL을 첫 번째 인자로 전달하고
--> HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 두 번째 인자로 전달한다.(옵션)

const promise = fetch(url[, options])

fetch 함수는
--> HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환한다.

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 프로미스를 반환하므로
후속 처리 메서드 then을 통해 프로미스가 resolve한 Response 객체를 전달받을 수 있다.

Response 객체는 HTTP 응답을 나타내는 다양한 프로퍼티를 제공한다.

Resopnse.prototype 에는
--> Response 객체에 포함되어 있는 HTTP 응답 몸체를 위한 다양한 메서드를 제공한다.

예를 들어, fetch 함수가 반환한 프로미스가 래핑하고 있는 MIME 타입이 application/json인 HTTP응답 몸체를 취득하면
--> Response.prototype.json 메서드를 사용한다.

Response.prototype.json 메서드는
--> Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화 한다.

p. 866 - fetch 요청 해보기

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