[JS] 비동기

1. 동기와 비동기

1.1 동기(Synchronous)란?

• 하나의 작업이 실행되고 완료될 때까지 다음 작업이 실행되지 않고 대기하는 것을 말한다.
• 즉, 한번에 하나의 작업만 실행하는 것이다.
• 동기 처리는 순서대로 처리하기 때문에 실행 순서가 보장된다는 장점이 있지만, 앞선 작업이 종료될 때 까지 이후 작업들이 블로킹 되는 단점이 있다. 

 

console.log(1);
console.log(2);
console.log(3);

// 1
// 2
// 3

 

 

1.2 비동기(Asynchronous)란?

• 하나의 작업 완료와 상관없이 다음 작업이 실행될 수 있는 것을 말한다.
• 즉, 한번에 여러가지 작업을 실행하는 것이다.

 

console.log(1);
setTimeout(() => console.log(2),1000);
console.log(3);

// 1
// 3
// 2

 

 

💡자바스크립트는 기본적으로 한번에 하나의 일만 수행할 수 있는 동기 방식이다. 이때 여러가지 일을 수행하기 위해 어떻게 비동기 처리를 해줄 수 있을까?

 

2. 콜백

• 자바스크립트는 비동기 처리를 위한 패턴으로 콜백 함수를 사용한다.  
• 콜백 패턴은 간단하게 비동기 처리를 하기 좋지만 여러가지 단점이 존재한다. 
• 콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 콜백 헬(Callback hell)로 인해 가독성이 나빠질 수 있다.
• 비동기 처리 중 발생한 에러 처리가 곤란하다.
• 여러 개의 비동기 처리를 한번에 처리하는 데도 한계가 있다.
• 이러한 단점들은 유지보수하는데 큰 어려움을 준다. 

 

const a = callback => {
  setTimeout(() => {
    console.log(1)
    callback()
  }, 1000) // 1초
}
const b = callback => {
  setTimeout(() => {
    console.log(2)
    callback()
  }, 700) // 0.7초
}
const c = callback => {
  setTimeout(() => {
    console.log(3)
    callback()
  }, 3000) // 3초
}
const d = callback => {
  setTimeout(() => {
    console.log(4)
    callback()
  }, 1200) // 1.2초
}
// ...

// 콜백 지옥!
a(() => {
  b(() => {
    c(() => {
      d(() => {
        // ...
      })
    })
  })
})

 

 

3. 프로미스(Promise)

ES6에서 도입된 promise는 위와 같은 콜백 패턴의 단점을 보완하고 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다. 

 

3.1 promise 생성

 

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

 

 

• 프로미스를 new 연산자와 함께 호출하면 프로미스(promise 객체)를 생성한다.
• 프로미스는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받는데 이 콜백 함수는 resolve와 reject 함수를 인수로 전달 받는다.
• 프로미스가 인수로 전달받은 콜백 함수 내부에서 비동기 처리를 수행한다. 
• 성공하면 resolve 함수가 호출되고, 실패하면 reject 함수를 호출한다. 

 

💡 프로미스는 현재 비동기 처리가 어떻게 진행되는지를 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

 

프로미스는 생성된 직후 기본 pending 상태이다가 비동기 처리 결과에 따라 resolve 혹은 reject를 호출하는것으로 결정된다. 이때, fulfilled 또는 rejected된 상태를 settled 상태라고 한다. 즉, pending이 아닌 상태로 비동기 처리가 수행된 상태를 말하는데 일단 settled 상태가 되면 더는 다른 상태로 변할 수 없다. 

 

• fullfilled된 프로미스 

 

• rejected된 프로미스 

 

✔️ 프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체다.

 

3. 후속 처리 메서드

promise의 비동기 처리 상태가 변화하면 이에 따른 후속 처리를 해야한다. 

예를들어 프로미스가 fullfilled 상태가 되면 프로미스의 처리 결과를 가지고 어떠한 작업을 해줘야하고, rejected 상태가 되면 에러 처리 작업을 해줘야 한다. 이때, 프로미스는 후속 처리 메서드인 then, catch, finally를 제공한다. 

 

promise
 .then(value => { // 성공한값
  console.log(value);
 })
 .catch(error => { // 실패한값 
  console.log(error);
 })
 .finally(() => { // 성공하든 실패하는 상관없이 어떤기능을 마지막에 수행하는것 
  console.log('finally');
 });

 

 

 

• 후속 처리 메서드들은 언제나 프로미스를 반환한다. 
• then은 두개의 콜백함수를 인수로 받는다. 첫 번째 인수는 성공했을 때, 두 번째 인수는 실패했을 때인데 보통 실패했을 때 에러처리는 catch로 하는것이 가독성이 더 좋기 때문에 then메서드에서 에러처리를 하지는 않는게 좋다.
• catch는 한개의 콜백함수를 인수로 받는다. 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출한다. 
• finally도 한개의 콜백함수를 인수로 받는다. 성공,실패와 상관없이 무조건 한 번 호출된다. 
• finally는 공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다. 
• 후속 처리 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있게 체이닝 할 수 있습니다. 

 

4. 정적 메서드

promise는 주로 생성자 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있다. promise는 5가지의 정적 메서드를 제공한다.

 

4.1 Promise.resolve / Promise.reject 

• 이미 존재하는 값을 래핑하여 프로미스를 생성하기 위해 사용한다. 
• Promise.resolve는 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.
• Promise.reject는 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다. 

 

4.2 Promise.all 

• 여러 개의 비동기 처리를 모두 병렬 처리할 때 사용한다. 
• 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다. 
• 전달 받은 모든 프로미스가 모두 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다. 
• 처리 순서가 보장된다. 
• 인수로 전달 받은 배열의 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다. 

 

4.3 Promise.race

• 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 전달받는다. 
• 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 처리 결과를 resolve하는 새로운 프로미스를 반환한다. 
• 전달된 프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 에러를 reject하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다. 

 

💡프로미스도 결국 콜백 함수를 사용하는데 더 가독성이 좋게 하는 방법이 있을까?

 

5. async · await

ES8에서 도입된 async/await는 간단하고 가독성 좋게 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작하도록 구현할 수 있다. 

 

async function getApple() {
    await delay(2000);
    return '🍎';
}

async function getBanana() {
    await delay(1000);
    return '🍌';
}

async function pickFruits() {
    const apple = await getApple();
    const banana = await getBanana();
    return `${apple} + ${banana}`;
}

pickFruits().then(console.log)

 

• 프로미스를 기반으로 동작한다. 
• async/await를 사용하면 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스를 사용할 수 있다. 
• async/await는 언제나 프로미스를 반환한다.
• 두 키워드는 어느 한쪽만 사용할 수 없고 항상 같이 사용해야 한다. 즉 반드시 async 함수내에서 await를 사용해야 한다. 
• await 키워드는 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하다가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과를 반환한다. 
• await 키워드는 반드시 프로미스 앞에서 사용해야 한다. 
• async/await에서 에러 처리는 try ... catch문을 사용할 수 있다. 

 

6. 에러 처리

에러가 발생하지 않는 코드를 작성하는 것은 불가능하다. 따라서 에러는 언제나 발생할 수 있다. 발생한 에러에 대해 대처하지 않고 방치하면 프로그램은 강제 종료된다. 

따라서 우리가 작성한 코드에는 언제나 에러나 예외적인 상황이 발생할 수 있다는 것을 전제하고 이에 대응하는 코드를 작성하는 것이 중요하다. 

 

6.1 try ... catch ... finally 문

 

try {
 // 실행할 코드(에러가 발생할 가능성이 있는 코드)
} catch (err) {
 // try 코드 블록에서 에러가 발생하면 이 코드 블록의 코드가 실행
 // err에는 try 코드 블록에서 발생한 Error 객체가 전달
} finally {
 // 에러 발생과 상관없이 반드시 한 번 실행
}

 

6.2 Error 객체

 

const error = new Error('invalid!');

 

• Error 생성자 함수는 에러 객체를 생성한다. 
• Error 생성자 함수에는 에러를 상세히 설명하는 에러메세지를 인수로 전달할 수 있다. 
• Error 생성자 함수가 생성한 에러 객체는 message 프로퍼티와 stack 프로퍼티를 갖는다. 
• message 프로퍼티는 Error 생성자 함수에 인수로 전달한 에러 메세지이다.
• stack 프로퍼티는 에러를 발생시킨 콜스택의 호출 정보를 나타내는 문자열로 디버깅 목적으로 사용한다. 

 

6.3 throw 문

 

try{
 // 에러 객체를 던지면 catch 코드 블록이 실행되기 시작한다.
 throw new Error('something wrong');
} catch(error) {
 console.log(error);
}

 

• Error 생성자 함수로 에러 객체를 생성한다고 에러가 발생하는 것은 아니다.
• 에러를 발생시키려면 try 코드 블록에서 throw문으로 객체를 던져야 한다. 
• throw문의 표현식은 어떤 값이라도 상관없지만 보통 에러 객체를 지정한다.
• 에러를 던지면 catch문의 에러 변수가 생성되고 던져진 에러 객체가 할당된다. 그리고 catch 코드 블록이 실행되기 시작한다. 

 

 

 

📌 출처

모던 자바스크립트 Deep Dive(이웅모 저)

JS 비동기 핵심 패턴 

드림코딩 유튜브