모던 자바스크립트 Deep Dive - 40

JA_X·2023년 7월 29일
JavaScriptdeep dive
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Deep Dive 개인 공부

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45장 프로미스

자바스크립트는 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다. 하지만 전통적인 콜백 패턴은 콜백 헬로 인해 가독성이 나쁘고 비동기 처리 중 발생한 에러의 처리가 곤란하며 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.

  • 비동기 처리를 위한 콜백 함수 패턴의 단점
  1. 콜백 헬로 인해 가독성이 나쁘다
  2. 비동기 처리 중 발생한 에러의 처리가 곤란하다.
  3. 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는데 한계가 있다.

45.1 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

45.1.1 콜백 헬

먼저 44.3.4절 'GET 요청' 에서 살펴본 바와 같이 GET 요청을 위한 함수를 작성해 보자.

// 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 함수가 서버의 응답 결과를 반환하게 하려면 어떻게 하면 될까?

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

예를 들어, setTimeout 함수는 비동기 함수다. setTimeout 함수가 비동기 함수인 이유는 콜백 함수의 호출이 비동기로 동작하기 때문이다. setTimeout 함수를 호출하면 콜백 함수를 호출 스케쥴링 한 다음, 타이머 id를 반환하고 즉시 종료된다. 즉, 비동기 함수인 setTimeout 함수의 콜백 함수는 setTimeout 함수가 종료된 이후에 호출된다. 따라서 setTimeout 함수 내부의 콜백 함수에서 처리 결과를 외부로 반환하거나 상위 스코프의 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다.

setTimeout 함수의 콜백 함수에서 상위 스코프의 변수에 값을 할당해 보자. setTimeout 함수는 생성된 타이머를 식별할 수 있는 고유한 타이머 id를 반환하므로 콜백 함수에서 값을 반환하는 것은 무의미하다.

let g = 0;

// 비동기 함수인 setTimeout 함수는 콜백 함수의 처리 결과를 외부로 반환하거나
// 상위 스코프의 변수에 할당하지 못한다.
setTimeout(() => { g = 100; }, 0);
console.log(g); // 0

GET 요청을 전송하고 서버의 응답을 전달받은 get 함수도 비동기 함수다. get 함수가 비동기 함수인 이유는 get 함수 내부의 onload 이벤트 핸들러가 비동기로 동작하기 때문이다. get 함수를 호출하면 GET 요청을 전송하고 onload 이벤트 핸들러를 등록한 다음 undefined를 반환하고 즉시 종료된다. 즉, 비동기 함수인 get 함수 내부의 onload 이벤트 핸들러는 get 함수가 종료된 이후에 실행된다. 따라서 get 함수의 onload 이벤트 핸들러에서 서버의 응답 결과를 반환하거나 상위 스코프의 변수에 할당하면 기대한 대로 동작하지 않는다.

get 함수가 서버의 응답 결과를 반환하도록 수정해 보자.

// 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 호출되면 XMLHttpRequest 객체를 생성하고, HTTP 요청을 초기화한 후, HTTP 요청을 전송한다. 그리고 xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러를 바인딩하고 종료한다. 이때 get 함수에 명시적인 반환문이 없으므로 get 함수는 undefined 를 반환한다.(②)

xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러의 반환문(①)은 get 함수의 반환문이 아니다. get 함수는 반환문이 생략되었으므로 암묵적으로 undefined를 반환한다. 함수의 반환값은 명시적으로 호출한 다음에 캐치할 수 있으므로 onload 이벤트 핸들러를 get 함수가 호출할 수 있다면 이벤트 핸들러의 반환 값을 get 함수가 캐치하여 다시 반환할 수도 있겠지만 onload 이벤트 핸들러는 get 함수가 호출하지 않기 때문에 그럴 수도 없다. 따라서 onload 이벤트 핸들러의 반환값은 캐치할 수 없다.

<!DOCTYPE html>
<html>
<body>
  <input type="text">
  <script>
    document.querySelector('input').oninput = function () {
      console.log(this.value);
      // 이벤트 핸들러에서의 반환은 의미가 없다.
      return this.value;
    };
  </script>
</body>
</html>

그렇다면 ①에서 서버의 응답을 상위 스코프의 변수에 할당하면 어떨까?

let todos;

// 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 상위 스코프의 변수에 할당한다.
      todos = JSON.parse(xhr.response);
    } else {
      console.error(`${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

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

이 또한 기대한 대로 동작하지 않는다. xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러는 언제나 ②의 console.log가 종료한 이후에 호출된다. ②의 시점에는 아직 전역 변수 todos에 서버의 응답 결과가 할당되기 이전이다. 다시 말해, xhr.onload 이벤트 핸들러에서 서버의 응답을 상위 스코프의 변수에 할당(①)하면 처리 순서가 보장되지 않는다. 그 이유에 대해 살펴보자.

비동기 함수 get이 호출되면 함수 코드를 평가하는 과정에서 get 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 실행 컨텍스트 스택(콜 스택)에 푸시된다. 이후 함수 코드 실행 과정에서 xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 이벤트 핸들러가 바인딩된다.

get 함수가 종료하면 get 함수의 실행 컨텍스트가 콜 스택에서 팝되고, 곧바로 ②의 console.log가 호출된다. 이때 console.log의 실행 컨텍스트가 생성되어 실행 컨텍스트 스택에 푸시된다. 만약 console.log가 호출되기 직전에 load 이벤트가 발생했더라도 xhr.onload 이벤트 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러는 결코 console.log 보다 먼저 실행되지 않는다.

서버로부터 응답이 도착하면 xhr 객체에서 load 이벤트가 발생한다. 이때 xhr.onload 핸들러 프로퍼티에 바인딩한 이벤트 핸들러가 즉시 실행되는 것이 아니다. xhr.onload 이벤트 핸들러는 load 이벤트가 발생하면 일단 태스크 큐에 저장되어 대기하다가, 콜 스택이 비면 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다. 이벤트 핸들러도 함수이므로 이벤트 핸들러의 평가 -> 이벤트 핸들러의 실행 컨텍스트 생성 -> 콜 스택에 푸시 -> 이벤트 핸들러 실행 과정을 거친다.

따라서 xhr.onload 이벤트 핸들러가 실행되는 시점에는 콜 스택이 빈 상태여야 하므로 ②의 console.log는 이미 종료된 이후다. 만약 get 함수 이후에 console.log가 100번 호출된다 해도 xhr.onload 이벤트 핸들러는 모든 console.log가 종료한 이후에 실행된다. 즉, xhr.onload 이벤트 핸들러에서 상위 스코프의 변수에 서버의 응답 결과를 할당하기 이전에 console.log가 먼저 호출되어 undefined가 출력된다.

이처럼 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 수행하는 비동기 함수가 비동기 처리 결과를 가지고 또 비동기 함수를 호출해야 한다면 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생하는데, 이를 콜백 헬이라 한다. 다음 예제를 보자.

// 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 또다시 GET 요청을 한다. 콜백 헬은 가독성을 나쁘게 하며 실수를 유발하는 원인이 된다. 다음은 콜백 헬이 발생하는 전형적인 사례다.

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


(출처 : https://hanamon.kr/javascript-콜백-지옥-탈출하기-비동기-처리-방법/)

45.1.2 에러 처리의 한계

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 문제점 중에서 가장 심각한 것은 에러 처리가 곤란하다는 것이다. 다음 예제를 살펴보자.

try {
  setTimeout(() => { throw new Error('Error!'); }, 1000);
} catch (e) {
  // 에러를 캐치하지 못한다
  console.error('캐치한 에러', e);
}
  • try...catch...finally 문
    try...catch...finally 문은 에러 처리를 구현하는 방법이다. try...catch...finally 문을 실행하면 먼저 try 코드 블록이 실행된다. 이때 try 코드 블록에 포함된 문 중에서 에러가 발생하면 해당 에러는 catch 문의 err 변수에 전달되고 catch 코드 블록이 실행된다. finally 코드 블록은 에러 발생과 상관없이 반드시 한 번 실행된다. try...catch...finally 문으로 에러를 처리하면 프로그램이 강제 종료되지 않는다.

try 코드 블록 내에서 호출한 setTimeout 함수는 1초 후에 콜백 함수가 실행되도록 타이머를 설정하고, 이후 콜백 함수는 에러를 발생시킨다. 하지만 이 에러는 catch 코드 블록에서 캐치되지 않는다. 그 이유를 알아보자.

비동기 함수인 setTimeout이 호출되면 setTimeout 함수의 실행 컨텍스트가 생성되어 콜 스택에 푸시되어 실행된다. setTimeout은 비동기 함수이므로 콜백 함수가 호출되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료되어 콜 스택에서 제거된다. 이후 타이머가 만료되면 setTimeout 함수의 콜백 함수는 태스크 큐로 푸시되고 콜 스택이 비어졌을 때 이벤트 루프에 의해 콜 스택으로 푸시되어 실행된다.

setTimeout 함수의 콜백 함수가 실행될 때 setTimeout 함수는 이미 콜 스택에서 제거된 상태다. 이것은 setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것이 setTimeout 함수가 아니라는 것을 의미한다. setTimeout 함수의 콜백 함수의 호출자가 setTimeout 함수라면 콜 스택의 현재 실행 중인 실행 컨텍스트가 콜백 함수의 실행 컨텍스트일 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 하위 실행 컨텍스트가 setTimeout 함수여야 한다.

에러는 호출자 방향으로 전파된다 즉, 콜 스택의 아래 방향(실행 중인 실행 컨텍스트가 푸사되기 직전에 푸시된 실행 컨텍스트 방향)으로 전파된다. 즉, 콜스택의 아래 방향(실행 중인 실행 컨텍스트가 푸시되기 직전에 푸시된 실행 컨텍스트 방향)으로 전파된다. 하지만 앞에서 살펴본 바와 같이 setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것은 setTimeout 함수가 아니다. 따라서 setTimeout 함수의 콜백 함수가 발생시킨 에러는 catch 블록에서 캐치되지 않는다.

지금까지 살펴본 비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 콜백 헬이나 에러 처리가 곤란하다는 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 ES6에서 프로미스가 도입되었다.

45.2 프로미스의 생성

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 함수(ECMASCript 사양에서는 executor 함수라고 부른다)를 인수로 전달받는데 이 콜백 함수는 resolve와 reject 함수를 인수로 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 인수로 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 살펴본 비동기 함수 get을 프로미스를 사용해 다시 구현해 보자.

// 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 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 수행한다. 만약 비동기 처리가 성공하면 비동기 처리 결과를 resolve 함수에 인수로 전달하면서 호출하고, 비동기 처리가 실패하면 에러를 reject 함수에 인수로 전달하면서 호출한다.

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.

  • 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.

(출처 : https://velog.io/@junh0328/DEEP-DIVE-한-장-요약-프로미스)

fulfilled 또는 rejected 상태를 settled 상태라고 한다. settled 상태는 fulfilled 또는 rejected 상태와 상관없이 pending이 아닌 상태로 비동기 처리가 수행된 상태를 말한다.

프로미스는 pending 상태에서 fulfilled 또는 rejected 상태, 즉 settled 상태로 변화할 수 있다. 하지만 일단 settled 상태가 되면 더는 다른 상태로 변화할 수 없다.

프로미스는 비동기 처리 상태와 더불어 비동기 처리 결과(위 그림의 result)도 상태로 갖는다. 아래의 프로미스를 개발자 도구에서 출력해보자.

// fulfilled된 프로미스
const fulfilled = new Promise(resolve => resolve(1));

비동기 처리가 성공하면 프로미스는 pending 상태에서 fulfilled 상태로 변화한다. 그리고 비동기 처리 결과인 1을 값으로 갖는다.

// rejected된 프로미스
const rejected = new Promise((_, reject) => reject(new Error('error occurred')));

비동기 처리가 실패하면 프로미스는 pending 상태에서 rejected 상태로 변화한다. 그리고 비동기 처리 결과인 Error 객체를 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. 예를 들어, 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 프로미스의 처리 결과를 가지고 무언가를 해야 하고, 프로미스가 rejected 상태가 되면 프로미스의 처리 결과(에러)를 가지고 에러 처리를 해야 한다. 이를 위해 프로미스는 후속 메서드(then, catch, finally)를 제공한다.

프로미스의 비동기 처리상태가 변화하면 후속 처리 메서드에 인수로 전달한 콜백 함수가 선택적으로 호출된다. 이때 후속 처리 메서드의 콜백 함수에 프로미스의 처리 결과가 인수로 전달된다.

모든 후속 처리 메서드는 프로미스를 반환하며, 비동기로 동작한다. 프로미스의 후속 처리 메서드는 다음과 같다.

45.3.1 Primise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

  • 첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태(resolve 함수가 호출된 상태)가 되면 호출된다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받는다.
  • 두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태(reject 함수가 호출된 상태)가 되면 호출된다. 이때 콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받는다.

즉, 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.

// 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

then 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다. 만약 thne 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.

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

catcgh 메서드는 then(undefined, onRejected)과 동일하게 동작한다. 따라서 then 메서드와 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

// 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. finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공(fulfilled) 또는 실패(rejected)와 상관없이 무조건 한 번 호출된다. finally 메서드는 프로미스의 상태와 상관없이 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다. finally 메서드도 thne/catch 메서드와 마찬가지로 언제나 프로미스를 반환한다.

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

프로미스로 구현한 비동기 함수 get을 사용해 후속 처리를 구현해보자.

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 처리를 위한 콜백 패턴은 에러 처리가 곤란하다는 문제가 있다. 프로미스는 에러를 문제없이 처리할 수 있다.

위 예제의 비동기 함수 get은 프로미스를 반환한다. 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리는 프로미스가 제공하는 후속 처리 메서드 then, catch, finally 를 사용하여 수행한다. 비동기 처리에서 발생한 에러는 then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리할 수 있다.

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

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생한다.
promiseGet(wrongUrl).then(
  res => console.log(res),
  err => console.error(err)
); // Error: 404

비동기 처리에서 발생한 에러는 프로미스의 후속 처리 메서드 catch를 사용해 처리할 수도 있다.

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

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생한다.
promiseGet(wrongUrl)
  .then(res => console.log(res))
  .catch(err => console.error(err)); // Error: 404

catch 메서드를 호출하면 내부적으로 then(undefined, onRejected)을 호출한다. 따라서 위 예제는 내부적으로 다음과 같이 처리된다.

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

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 에러가 발생한다.
promiseGet(wrongUrl)
  .then(res => console.log(res))
  .then(undefined, err => console.error(err)); // Error: 404

단, then 메서드의 두 번째 콜백 함수는 첫 번째 콜백함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못하고 코드가 복잡해져서 가독성이 좋지 않다.

promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1').then(
  res => console.xxx(res),
  err => console.error(err)
); // 두 번째 콜백 함수는 첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못한다.

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.

promiseGet('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  .then(res => console.xxx(res))
  .catch(err => console.error(err)); // TypeError: console.xxx is not a function

또한 then 메서드에 두 번째 콜백 함수를 전달하는 것보다 catch 메서드를 사용하는 것이 가독성이 좋고 명확하다. 따라서 에러 처리는 then 메서드에서 하지 말고 catch 메서드에서 하는 것을 권장한다.

45.5 프로미스 체이닝

비동기 처리를 위한 콜백 패턴은 콜백 헬이 발생하는 문제가 있다. 프로미스는 then, catch, finally 후속 처리 메서드를 통해 콜백 헬을 해결한다.

콜백 헬이 발생하는 예제를 프로미스를 사용해 다시 구현해보자.

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

// id가 1인 post의 userId를 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));

위 예제에서 then -> then -> catch 순서로 후석 처리 메서드를 호출했다. 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. 위 예제에서 후속 처리 메서드의 콜백 함수는 다음과 같이 인수를 전달받으면서 호출된다.

후속 처리 메서드콜백 함수의 인수후속 처리 메서드의 반환값
thenpromiseGet 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 값(id가 1인 post)콜백 함수가 반환한 프로미스
then첫 번째 then 메서드가 반환한 프로미스가 resolve한 값(post의 userId로 취득한 user 정보)콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스
catchpromiseGet 함수 또는 앞선 후속 처리 메서드가 반환한 프로미스가 reject한 값콜백 함수가 반환한 값(undefined)을 resolve한 프로미스

이처럼 then, catch, finally 후속 처리 메서드는 콜백 함수가 반환한 프로미스를 반환한다. 만약 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 프로미스가 아닌 값을 반환하더라도 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject하여 프로미스를 생성해 반환한다.

프로미스는 프로미스 체이닝을 통해 비동기 처리 결과를 전달받아 후속 처리를 하므로 비동기 처리를 위한 콜백 패턴에서 발생하던 콜백 헬이 발생하지 않는다. 다만 프로미스도 콜백 패턴을 사용하므로 콜백 함수를 사용하지 않는 것은 아니다.

콜백 패턴은 가독성이 좋지 않다. 이 문제는 ES8에서 도입된 async/await를 통해 해결할 수 있다. async/await를 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다.

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

(async () => {
  // id가 1인 post의 userId를 취득
  const { userId } = await promiseGet(`${url}/posts/1`);

  // 취득한 post의 userId로 user 정보를 취득
  const userInfo = await promiseGet(`${url}/users/${userId}`);

  console.log(userInfo);
})();

async/await도 프로미스를 기반으로 동작하므로 프로미스는 잘 이해하고 있어야 한다

45.6 프로미스의 정적 메서드

Promise는 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 래핑(포함)하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다.
Promise.resolve 메서드는 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.

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

위 예제는 다음 예제와 동일하게 동작한다.

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

Promise.reject 메서드는 인수로 전달받은 값을 reject 하는 프로미스를 생성한다.

// 에러 객체를 reject하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error('Error!'));
rejectedPromise.catch(console.log); // Error: Error!

위 예제는 다음 예제와 동일하게 동작한다.

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 병렬처리할 때 사용한다. 다음 예제를 살펴보자.

const requestData1 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
const requestData2 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
const requestData3 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

// 세 개의 비동기 처리를 순차적으로 처리
const res = [];
requestData1()
  .then(data => {
    res.push(data);
    return requestData2();
  })
  .then(data => {
    res.push(data);
    return requestData3();
  })
  .then(data => {
    res.push(data);
    console.log(res); // [1, 2, 3] ⇒ 약 6초 소요
  })
  .catch(console.error);

위 예제는 세 개의 비동기 처리를 순차적으로 처리한다. 즉, 앞선 비동기 처리가 완료하면 다음 비동기 처리를 수행한다. 따라서 위 예제는 첫 번째 비동기 처리에 3초, 두 번째 비동기 처리에 2초, 세 번째 비동기 처리에 1초가 소요되어 총 6초 이상이 소요된다.

그런에 위 예제의 경우 세 개의 비동기 처리는 서로 의존하지 않고 개별적으로 수행된다. 즉, 앞선 비동기 처리 결과를 다음 비동기 처리가 사용하지 않는다. 따라서 위 예제의 경우 세 개의 비동기 처리를 순차적으로 처리할 필요가 없다.

Promise.all 메서드는 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다고 했다. Promise.all 메서드를 사용해 세 개의 비동기 처리를 병렬로 처리해보자.

const requestData1 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
const requestData2 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
const requestData3 = () => new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

Promise.all([requestData1(), requestData2(), requestData3()])
  .then(console.log) // [ 1, 2, 3 ] ⇒ 약 3초 소요
  .catch(console.error);

Promise.all 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다. 그리고 전달받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.

위 예제의 경우 Promise.all 메서드는 3개의 프로미스를 요소로 갖는 배열을 전달받았다. 각 프로미스는 다음과 같이 동작한다.

  • 첫 번째 프로미스는 3초 후에 1을 resolve 한다.
  • 두 번째 프로미스는 2초 후에 2을 resolve 한다.
  • 세 번째 프로미스는 1초 후에 3을 resolve 한다.

Promise.all 메서드는 인수로 전달받은 배열의 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 종료한다. 따라서 Promise.all 메서드가 종료하는 데 걸리는 시간은 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 프로미스의 처리 시간보다 조금 더 길다. 위 예제의 경우 모든 처리에 걸리는 시간은 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 첫 번째 프로미스의 처리 시간인 3초보다 조금 더 소요된다.

모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 resolve 된 처리 결과(위 예제의 경우 1,2,3)를 모두 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다. 이때 첫 번째 프로미스가 가장 나중에 fulfilled 상태가 되어도 Promise.all 메서드는 첫 번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 배열에 저장해 그 배열을 resolve 하는 새로운 프로미스를 반환한다. 즉, 처리 순서가 보장된다.

Promise.all 메서드는 인수로 전달받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

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

위 예제의 경우 세 번째 프로미스가 가장 먼저 rejected 상태가 되므로 세 번째 프로미스가 reject한 에러가 catch 메서드로 전달된다.

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);

다음은 깃허브 아이디로 깃허브 사용자 이름을 취득하는 3개의 비동기 처리를 모두 병렬로 처리하는 예제다.

// 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));
      }
    };
  });
};

const githubIds = ['jeresig', 'ahejlsberg', 'ungmo2'];

Promise.all(githubIds.map(id => promiseGet(`https://api.github.com/users/${id}`)))
  // [Promise, Promise, Promise] => Promise [userInfo, userInfo, userInfo]
  .then(users => users.map(user => user.name))
  // [userInfo, userInfo, userInfo] => Promise ['John Resig', 'Anders Hejlsberg', 'Ungmo Lee']
  .then(console.log)
  .catch(console.error);

위 예제의 Promise.all 메서드는 promiseGet 함수가 반환한 3개의 프로미스로 이루어진 배열을 인수로 전달받고 이 프로미스들이 모두 fulfilled 상태가 되면 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다. 이때 Promise.all 메서드가 반환한 프로미스는 세 개의 사용자 객체로 이루어진 배열을 담고 있다. 이 배열은 첫 번째 then 메서드에 인수로 전달된다.

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 resolve 하는 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.log);

프로미스가 rejected 상태가 되면 Promise.all 메서드와 동일하게 처리된다. 즉, Promise.race 메서드에 전달된 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 에러를 reject 하는 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), 2000)),
  new Promise((_, reject) => setTimeout(() => reject(new Error('Error!')), 1000))
]).then(console.log);
/*
[
  {status: "fulfilled", value: 1},
  {status: "rejected", reason: Error: Error! at <anonymous>:3:54}
]
*/

Promise.allSettled 메서드가 반환한 배열에는 fulfilled 또는 rejected 상태와는 상관없이 Promise.allSettled 메서드가 인수로 전달받은 모든 프로미스들의 처리 결과가 모두 담겨 있다. 프로미스의 처리 결과를 나타내는 객체는 다음과 같다.

  • 프로미스가 fulfilled 상태인 경우 비동기 처리 상태를 나타내는 status 프로피티와 처리 결과를 나타내는 value 프로퍼티를 갖는다.
  • 프로미스가 rejected 상태인 경우 비동기 처리 상태는 나타내는 status 프로퍼티와 에러를 나타내는 reason 프로퍼티는 갖는다.
[
  // 프로미스가 fulfilled 상태인 경우
  {status: "fulfilled", value: 1},
  // 프로미스가 rejected 상태인 경우
  {status: "rejected", reason: Error: Error! at <anonymous>:3:60}
]

45.7 마이크로태스크 큐

다음 예제를 살펴보고 어떤 순서로 로그가 출력될지 생각해보자.

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

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

프로미스의 후속 처리 메서드도 비동기로 동작하므로 1 -> 2 -> 3의 순으로 출력될 것처럼 보이지만 2 -> 3 -> 1의 순으로 출력된다. 그 이유는 프로미스의 후속처리 메서드의 콜백 함수는 태스크 큐가 아니라 마이크로태스크 큐에 저장되기 때문이다.

마이크로태스크 큐는 태스크 큐와는 별도의 큐다. 마이크로태스크 큐에는 프로미스의 후속 처리 메서드의 콜백 함수가 일시 저장된다. 그 외의 비동기 함수의 콜백 함수나 이벤트 핸들러는 태스크 큐에 일시 저장된다.

콜백 함수나 이벤트 핸들러를 일시 저장한다는 점에서 태스크 큐와 동일하지만 마이크로태스크 큐는 태스크큐보다 우선순위가 높다. 즉, 이벤트 루프는 콜 스택이 비면 먼저 마이크로태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행하낟. 이후 마이크로태스크 큐가 비면 태스크 큐에서 대기하고 있는 함수를 가져와 실행한다.

34.8 fetch

fetch 함수는 XMHttpRequest 객체와 마찬가지로 HTTP 요청 전송 기능을 제공하는 클라이언트 사이드 Web API다. fetch 함수는 XMLHttpRequest 객체보다 사용법이 간단하고 프로미스를 지원하기 때문에 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점에서 자유롭다.

const promise = fetch(url [, options])

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 Promise 객체를 반환한다. fetch 함수로 GET 요청을 전송해 보자. fetch 함수에 첫 번째 인수로 HTTP 요청을 전송할 URL만 전달하면 GET 요청을 전송한다.

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

fetch 함수는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체를 래핑한 프로미스를 반환하므로 후속 처리 메서드 then을 통해 프로미스가 resolve 한 Response 객체를 전달받을 수 있다. Responce 객체는 HTTP 응답을 나타내는 다양한 프로퍼티를 제공한다.

Response.prototype에는 Response 객체에 포함되어 있는 HTTP 응답 몸체를 위한 다양한 메서드를 제공한다. 예를 들어, fetch 함수가 반환한 프로미스가 래핑하고 있는 MIME 타입이 application/json 인 HTTP 응답 몸체를 취득하려면 Response.prototype.json 메서드를 사용한다. Response.prototype.json 메서드는 Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화 한다.

fetch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  // response는 HTTP 응답을 나타내는 Response 객체이다.
  // json 메서드를 사용하여 Response 객체에서 HTTP 응답 몸체를 취득하여 역직렬화한다.
  .then(response => response.json())
  // json은 역직렬화된 HTTP 응답 몸체이다.
  .then(json => console.log(json));
  // {userId: 1, id: 1, title: "delectus aut autem", completed: false}

fetch 함수를 사용할 때는 에러 처리에 주의해야 한다. 다음 예쩨를 살펴보고 결과를 예측해보자.

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

// 부적절한 URL이 지정되었기 때문에 404 Not Found 에러가 발생한다.
fetch(wrongUrl)
  .then(() => console.log('ok'))
  .catch(() => console.log('error'));

부적절한 URL이 지정되었기 때문에 404 Not Found 에러가 발생하고 catch 후속 처리 메서드에 의해 'error'가 출력될 것 처럼 보이지만 'ok'가 출력된다.

fetch 함수가 반환하는 프로미스는 기본적으로 404 Not Found나 500 Interval Server Error와 같은 HTTP 에러가 발생해도 에러를 reject 하지 않고 불리언 타입의 ok 상태를 false로 설정한 Response 객체를 resolve한다. 오프라인 등의 네트워크 장애나 CORS 에러에 의해 요청이 완료되지 못한 경우에만 프로미스를 reject 한다.

따라서 fetch 함수를 사용할 때는 다음과 같이 fetch 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 불리언 타입의 ok 상태를 확인해 명시적으로 에러를 처리할 필요가 있다.

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

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

fetch 함수를 통해 HTTP 요청을 전송해보자. fetch 함수에 첫 번째 인수로 HTTP 요청을 전송할 URL과 두 번째 인수로 HTTP 요청 메서드, HTTP 요청 헤더, 페이로드 등을 설정한 객체를 전달한다.

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' });
  }
};
  1. GET 요청
request.get('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  .then(response => {
    if (!response.ok) throw new Error(response.statusText);
    return response.json();
  })
  .then(todos => console.log(todos))
  .catch(err => console.error(err));
// {userId: 1, id: 1, title: "delectus aut autem", completed: false}
  1. POST 요청
request.post('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos', {
  userId: 1,
  title: 'JavaScript',
  completed: false
}).then(response => {
    if (!response.ok) throw new Error(response.statusText);
    return response.json();
  })
  .then(todos => console.log(todos))
  .catch(err => console.error(err));
// {userId: 1, title: "JavaScript", completed: false, id: 201}
  1. PATCH 요청
request.patch('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1', {
  completed: true
}).then(response => {
    if (!response.ok) throw new Error(response.statusText);
    return response.json();
  })
  .then(todos => console.log(todos))
  .catch(err => console.error(err));
// {userId: 1, id: 1, title: "delectus aut autem", completed: true}
  1. DELETE 요청
request.delete('https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1')
  .then(response => {
    if (!response.ok) throw new Error(response.statusText);
    return response.json();
  })
  .then(todos => console.log(todos))
  .catch(err => console.error(err));
// {}
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