Modern Javascript Deep Dive(45) - Promise

Promise

비동기 함수를 호출하면 함수 내부의 비동기로 동작하는 코드가 완료되지 않았다고 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.

Persistent Issues of Asynchronous Processing

1. 비동기 동작을 제어할 수 없음

let g = 0;
	
setTimeout(() => {
   g = 100;

}, 0);

console.log(g); // 0

2. callback 지옥
 
또 전통의 Javascript에서는 이러한 비동기 처리 때문에 callback 지옥이 발생하곤 했는데, 요즘 ES6의 async/await 문법이 보편화된 이후로 개발에 입문한 사람이라면 겪지 못했을 것이다.

function stepOne(callback) {
    setTimeout(function () {
        console.log("Step One completed");
        callback();
    }, 3000);
}

function stepTwo(callback) {
    setTimeout(function () {
        console.log("Step Two completed");
        callback();
    }, 3000);
}

stepOne(function () {
    stepTwo(function () {
        console.log("All steps completed");
    });
});

// Step One completed
// Step Two completed
// All steps completed

3. Error Handling의 어려움
 

try {

    setTimeout(() => {

        throw new Error("ERROR!");
        
    }, 1000);

} catch (e) {

    console.log("CATCH ERROR:", e);

}

// Error: ERROR!

 
위 강제로 발생시킨 에러는 catch 블록에서 실행되지 않는다.
 
setTimeout 함수가 호출되면 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 call stack에 push된 후 실행된다. setTimeout은 비동기 함수기 때문에 callback 함수가 호출되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료된 후 콜스택에서 제거된다.
설정해 둔 1000ms인 1초가 지나고 나면, setTimeout 함수의 callback 함수는 task 큐로 push된 후 call stack이 비어졌을 때 Event loop에 의해 call stack으로 push되어 실행된다.
 
callback 함수가 실행되는 시점에 이미, 호출자인 setTimeout 함수는 call stack에서 제거된 상태다. 이 말은 callback의 호출자(caller)가 setTimeout이 아니라는 소리이며, 현재 실행된 파일의 컨테스트의 하위 컨텍스트가 setTimeout의 실행 컨텍스트여야 하는데 callback이 포함되지 않았다는 것은 setTimeout은 하위 실행컨텍스트가 아니라는 것이다.
 
에러는 호출자 방향으로 전파된다. 기존 함수의 실행컨텍스트(setTimeout)가 호출자가 아니기 때문에 catch block에 포함되지 않은 것이다.
 
단순하게 말하면, 실행이 완료되는 시점에 callback이 실행되지 않았기 때문에 catch에서 인식하지 못한 것이다.

Promise

1. Promise 생성자
 
Promise 생성자 함수가 인수로 전달받은 callback 함수 내부에서 비동기 처리를 실행한다.
비동기 처리가 실행되면 resolve 함수를 호출하고, 실패하면 reject 함수를 호출한다.
 

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        const success = true;
        if (success) {
            return resolve("Operation successful");
        } else {
            return reject("Operation failed");
        }
});

console.log(promise);

// Promise { <pending> }

 
Promise는 다음의 상태로 비동기 처리 정보를 표시한다.
• pending
 
비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태, Promise가 생성된 직후
 
• fulfilled
 
비동기 처리가 수행된 상태(성공), Resolve 함수 호출
 
• rejected
 
비동기 처리가 수행된 상태(실패), Reject 함수 호출
 
fulfilled 또는 rejected된 상태를 settled 상태라고 한다. settled 상태로 변화한 후에는 다른 상태로 변화할 수 없다.
 

function stepOne(callback) {
    setTimeout(function() {
        console.log("Step One completed");
        callback();
    }, 3000);
}

function stepTwo(callback) {
    setTimeout(function() {
        console.log("Step Two completed");
        callback();
    }, 3000);
}

function stepThree(callback) {
    setTimeout(function() {
        console.log("Step Three completed");
        callback();
    }, 3000);
}

stepOne(function() {
    stepTwo(function() {
        stepThree(function() {
            console.log("All steps completed");
        });
    });
});

2. 후속 처리 메서드
 
• then
 
첫 번째 callback 함수는 Promise가 성공 했을 때, 두 번째 callback은 Promise가 실패 했을 때 받는다.

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        const success = true;
        if (success) {
            return resolve("Operation successful");
        } else {
            return reject("Operation failed");
        }
}).then((v) => {
    console.log("Resolve:", v);
}, (e) => {
    console.log("Reject:", e);
});

// Resolve: Operation successful

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
        const success = false;
        if (success) {
            return resolve("Operation successful");
        } else {
            return reject("Operation failed");
        }
}).then((v) => {
    console.log("Resolve:", v);
}, (e) => {
    console.log("Reject:", e);
});

// Reject: Operation failed

 
• catch
 
Promise가 rejected된 상태인 경우 호출되며, then과 마찬가지로 언제나 Promise를 반환한다. 에러 핸들링을 위해 주로 사용된다.
 
• finally
 
Promise의 fulfilled나 rejected와 상관없이 무조건 한 번 호출된다. 언제나 Promise를 반환한다.
 
 
이러한 callback 처리 메서드는, 코드 제어에 지대한 영향을 끼쳤지만 이 또한 callback 패턴이기 때문에 가독성이 좋지 않다.
 

3. Promise Static 메서드
 
1. Promise.resolve / Promise.reject
 

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

const reject = Promise.reject(new Error('Error!'));
reject.catch(console.log) // Error: Error!

 
인수로 전달받은 값을 resolve나 reject로 래핑하여 Promise를 생성하는 문법이다.
 
2. Promise.all
 
여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬로 처리할 때 사용한다.

const promise1 = () => {
    return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(1)       
    }, 3000))
};

const promise2 = () => {
    return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(2)       
    }, 2000))
}

const promise3 = () => {
    return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(3)       
    }, 1000));
    
};

Promise.all([
    promise1(),
    promise2(),
    promise3()
]).then((resolve) => {
    console.log("Resolve:", resolve);
});

// Resolve: [ 1, 2, 3 ]

 
Promise.all은 Promise를 가진 값의 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다.
전달받은 모든 Promise가 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 Promise를 반환한다.
 
첫번째 promise1이 제일 나중에 fulfilled 상태가 된다고 하더라도 Promise.all은 첫 번째 프로미스가 처리한 결과부터 차례대로 배열에 저장한다.
 
즉, 처리 순서가 보장된다.
 
한편 Promise가 하나라도 rejected가 된다면 나머지 promise가 fulfilled가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.
 
3. Promise.race
 
Promise.all과 비슷하게 동작하지만, 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리는 것이 아닌 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 처리 결과를 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다.

...

Promise.race([
    promise1(),
    promise2(),
    promise3()
]).then((resolve) => {
    console.log("Resolve:", resolve);
});

// Resolve: 3

 
4. Promise.allSettled
 
Promise가 모두 settled 상태가 되면 처리 결과를 배열로 반환한다.
Promise.all이 모두 resolve되야 하는 것을 기다리는 것과 달리, allSettled는
rejected된 상태도 반환한다.
만약 rejected된 경우 reason property를 가진다.

const promise1 = () => {
    return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(1)       
    }, 3000))
};

const promise2 = () => {
    return new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(2)       
    }, 2000))
}

const promise3 = () => {
    return new Promise((resolve, reject) => {

        return reject(new Error("Reject ERROR"))
    });
    
};

Promise.allSettled([
    promise1(),
    promise2(),
    promise3()
]).then((resolve) => {
    console.log("Resolve:", resolve);
}).then(e => {
    console.log("Error:", e);
});

// Resolve: [
//     { status: 'fulfilled', value: 1 },
//     { status: 'fulfilled', value: 2 },
//     {
//       status: 'rejected',
//       reason: Error: Reject ERROR
//           ...
//           at node:internal/main/run_main_module:23:47
//     }
//   ]
//   Error: undefined

 

async/await

const func = () => {
    
    const promise = new Promise(resolve => setTimeout(() => {
        resolve(1)       
    }, 3000));

    return promise

};

(async() => {

    const resolve = await func();

    console.log("Resolve:", resolve);

})();

console.log("Start"); // 1

function delay(time) {
    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, time));
}

async function asyncOperation() {
    await delay(2000);
    console.log("Async operation completed"); // 5
}

const firstPromise = new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
        console.log("First promise resolved"); // 4
        resolve();
    }, 3000);
});

const secondPromise = new Promise(resolve => {
    setTimeout(() => {
        console.log("Second promise resolved"); // 3
        resolve();
    }, 1000);
});

async function main() {
    await firstPromise;
    await secondPromise;
    await asyncOperation();
    console.log("All promises and async operations completed"); // 6
}

main();

console.log("End"); // 2

console.log("Start");

function delay(time) {
    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, time));
}

async function asyncOperation() {
    await delay(2000);
    console.log("Async operation completed");
}

const firstPromise = async() => {
    await delay(3000);
    console.log("First Promise resolved");
}

const secondPromise = async() => {
    await delay(1000);
    console.log("Second Promise resolved");
}

async function main() {
    await firstPromise();
    await secondPromise();
    await asyncOperation();
    console.log("All promises and async operations completed");
}

main();

console.log("End");