JavaScript: 프로미스(Promise)란?

2022년 7월 9일

프로미스

프로미스가 등장하기 전에는 콜백 함수를 사용해 비동기 작업을 처리했다. 예를 들어 setTimeout() 함수가 있다. 콜백 함수는 비동기 데이터를 다루는 좋은 방법이다. 하지만 전통적인 콜백 패턴은 비동기 함수 호출이 중첩되는 콜백 헬로 인해 가독성이 떨어지고 에러 처리가 어려우며, 여러 개의 비동기 작업을 한 번에 처리하는 데도 한계가 있다.

ES6에서는 비동기 처리를 위한 새로운 패턴으로 프로미스(Promise)를 도입했다. 프로미스는 콜백 패턴의 단점을 보완하며, 비동기 처리 시점을 명확하게 표현할 수 있다는 장점이 있다. 이제 비동기 처리 시에 발생하는 콜백 패턴의 단점에 대해 알아보자.

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

콜백 헬(Callback Hell)

// 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);
}
};
};
// 서버의 응답에 대한 후속 처리를 위한 콜백 함수를 비동기 함수인 get에 전달해야 한다.
get('https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1', console.log, console.error);

비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부로 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수도 없다. 따라서 비동기 함수의 처리 결과(예: 서버 응답)에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.이때 비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위해, 비동기 함수에 비동기 처리 결과를 처리하는 콜백 함수를 전달하는 것이 일반적이다.


콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가 또 다른 비동기 함수를 호출해야 할 경우, 콜백 함수가 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생한다. 이를 콜백 헬(Callback Hell)이라 한다.

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

에러 처리의 어려움

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

비동기 처리에서 콜백 패턴의 가장 큰 문제점은 에러 처리가 곤란하다는 것이다. 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. 에러는 호출자 방향으로 전파된다(콜 스택의 아래 방향으로 전파된다).


setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출하는 것은 setTimeout 함수 자체가 아니라 타이머 이벤트에 의해 실행된다. 따라서 setTimeout 함수의 콜백 함수에서 발생한 에러는 try-catch 블록에서 발생한 오류로 간주되지 않아 캐치되지 않는다. 이러한 비동기 처리에서 콜백 패턴의 문제점을 해결하기 위해 ES6에서 프로미스(Promise)가 도입되었다.

프로미스 생성 방법

Promise 생성자 함수를 new 연산자와 함께 호출하면 프로미스(Promise 객체)가 생성된다.

Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받으며, 이 콜백 함수는 resolvereject 함수를 인수로 받는다.

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 콜 백함 수의 인수로 전달받은 resolve 함수를 호출하고, 비동기 처리가 실패하면 reject 함수를 호출한다.

프로미스의 3가지 상태

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

프로미스가 생성되면 기본적으로 pending 상태다. 이후 비동기 처리가 완료되면, 처리 결과에 따라 프로미스의 상태가 변경된다.

비동기 처리가 성공하면 resolve 함수를 호출하여 프로미스를 fulfilled 상태로 변경하고, 비동기 처리가 실패하면 reject 함수를 호출하여 프로미스를 rejected 상태로 변경한다.


fulfilled 또는 rejected 상태를 settled 상태라고 한다. settled 상태는 pending 상태가 아닌, 비동기 처리가 완료된 상태를 의미한다. 프로미스는 settled 상태가 되면 더 이상 다른 상태로 변경되지 않는다. 프로미스는 비동기 처리 상태와 처리 결과를 관리하는 객체다.

프로미스의 후속 처리 메서드

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

Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 받는다.

첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 호출되며, 이때 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받는다. 두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출되며, 이때 프로미스의 에러를 인수로 전달받는다.


정리하자면, 첫 번째 콜백 함수는 비동기 처리가 성공했을 때 호출되는 함수이고, 두 번째 콜백 함수는 비동기 처리가 실패했을 때 호출되는 함수이다.

// 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 메서드의 콜백 함수가 프로미스를 반환하면 그 프로미스를 그대로 반환하고, 프로미스가 아닌 값을 반환하면 그 값을 암묵적으로 resolve 또는 reject 하여 새로운 프로미스를 생성해 반환한다.

then 메서드는 언제나 프로미스를 반환한다.

Promise.prototype.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우만 호출된다. catch 메서드는 then 과 동일하게 언제나 프로미스를 반환한다.

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

Promise.prototype.finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다. finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공 또는 실패와 상관없이 무조건 한 번 호출된다. finally 메서드는 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 에러 처리

비동기 처리에서 발생한 에러는 then 메서드의 두 번째 콜백 함수로 처리할 수 있다. 단, then 메서드의 첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못하고 코드의 가독성이 좋지 않다.

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';
promiseGet(wrongUrl).then(
res => console.log(res),
err => console.error(err),
); // Error: 404

비동기 처리에서 발생한 에러는 프로미스의 catch 메서드를 사용해 처리할 수 있다. catch 메서드를 호출하면 내부적으로 then(undefined, onRejected)을 호출한다.

const wrongUrl = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/XXX/1';
promiseGet(wrongUrl)
.then(res => console.log(res))
.catch(err => console.error(err)); // Error: 404

catch 메서드를 모든 then 메서드 호출 후에 호출하면, 비동기 처리에서 발생한 에러뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러도 모두 잡아낼 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

이 예제에서 console.xxx(res)는 존재하지 않는 메서드이기 때문에 에러를 발생시킨다. 이 에러는 catch 메서드에서 잡혀 처리된다.

프로미스 체이닝

const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com';
promiseGet(`${url}/posts/1`)
.then(({ userId }) => promiseGet(`${url}/users/${userId}`))
.then(userInfo => console.log(userInfo))
.catch(err => console.error(err));

then, catch, finall 메서드는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있다. 이를 프로미스 체이닝(promise chaining)이라 한다.

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.

대신 ES8에서 도입된 aysnc/await을 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스의 처리 결과를 반환받는 코드를 작성할 수 있다.

프로미스의 정적 메서드

프로미스는 주로 생성자 함수로 사용되지만 함수도 객체이므로 메서드를 가질 수 있다.

Promise.resolve

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

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

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

Promise.reject

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

// 에러 객체를 reject하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error('Error!'));
// 아래 코드는 위와 동일하게 동작한다.
// const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => reject(new Error("Error!")));
rejectedPromise.catch(console.log); // Error: Error!

Promise.all

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

const fetchData1 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Data 1'), 2000));
const fetchData2 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Data 2'), 1500));
const fetchData3 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Data 3'), 1000));
Promise.all([fetchData1(), fetchData2(), fetchData3()])
.then(results => console.log(results)) // ['Data 1', 'Data 2', 'Data 3']
.catch(error => console.error(error));

Promise.all 메서드는 전달받은 배열의 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면, 그 결과들을 배열에 모아 새로운 프로미스를 반환한다. 이때, 모든 프로미스가 완료되기 전에는 종료되지 않으며 결과는 입력된 순서대로 배열에 저장된다(첫 번째 프로미스가 가장 나중에 fulfilled 상태가 되어도 첫 번째 프로미스가 resolve한 처리 결과부터 차례대로 저장한다). 즉, 처리 순서가 보장된다.

Promise.all 메서드는 인수로 전달된 프로미스 중 하나라도 rejected 상태가 되면 즉시 종료하고 rejected 상태의 이유를 반환한다. 즉, 나머지 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고 즉시 종료한다.

Promise.all([
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error A')), 2000),
),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error B')), 1000),
),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error C')), 500),
),
])
.then(results => console.log(results))
.catch(error => console.error(error)); // Error: Error C

프로미스가 아닌 값도 Promise.all에 전달될 수 있으며, 이 경우 Promise.resolve를 통해 프로미스로 래핑된다. 이로 인해 모든 값이 프로미스 형태로 처리된다.

Promise.all([
Promise.resolve('A'),
'B', // => Promise.resolve('B')
Promise.resolve('C'),
])
.then(results => console.log(results)) // ['A', 'B', 'C']
.catch(error => console.error(error));

Promise.race

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

Promise.race는 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되는 것을 기다리지 않고, 가장 먼저 fulfilled 상태가 된 프로미스의 결과를 resolve 하는 새로운 프로미스를 반환한다.

const fetchFastData1 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Fast Data 1'), 3000));
const fetchFastData2 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Fast Data 2'), 2000));
const fetchFastData3 = () =>
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Fast Data 3'), 1000));
Promise.race([fetchFastData1(), fetchFastData2(), fetchFastData3()])
.then(result => console.log(result)) // 'Fast Data 3'
.catch(error => console.error(error));

프로미스가 하나라도 rejected 상태가 되면 Promise.all 메서드와 동일하게 에러를 reject 하는 새로운 프로미스를 즉시 반환한다.

Promise.race([
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error A')), 3000),
),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error B')), 2000),
),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error C')), 1000),
),
])
.then(result => console.log(result))
.catch(error => console.error(error)); // Error: Error C

Promise.race는 첫 번째로 fulfilled 또는 rejected 상태가 된 프로미스의 결과에 따라 동작하기 때문에, 전체 결과를 기다릴 필요가 없을 때 유용하다.

Promise.allSettled

Promise.allSettled 메서드는 프로미스를 요소로 갖는 배열 등의 이터러블을 인수로 받으며, 전달받은 모든 프로미스가 settled 상태가 되면 그 결과를 배열로 반환한다.

이 메서드는 프로미스의 상태(fulfilled 또는 rejected)와 상관없이 모든 프로미스의 결과를 포함한다.

Promise.allSettled([
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Result 1'), 2000)),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error 1')), 1000),
),
new Promise(resolve => setTimeout(() => resolve('Result 2'), 1500)),
new Promise((_, reject) =>
setTimeout(() => reject(new Error('Error 2')), 500),
),
]).then(results => console.log(results));
/*
[
{status: "fulfilled", value: "Result 1"},
{status: "rejected", reason: Error: Error 1 at <anonymous>:4:29},
{status: "fulfilled", value: "Result 2"},
{status: "rejected", reason: Error: Error 2 at <anonymous>:4:29}
]
*/

이 예제에서는 네 개의 프로미스가 Promise.allSettled 메서드에 전달되며, 각 프로미스가 완료된 후의 상태와 결과가 배열로 반환된다. fulfilled 상태인 경우, 결과는 value 프로퍼티로 나타내고, rejected 상태인 경우, 에러는 reason 프로퍼티로 나타난다.

Promise.allSettled 메서드는 모든 프로미스의 완료 여부에 관심이 있는 경우에 유용하다. 예를 들어, 모든 작업의 상태를 한 번에 확인하거나, 일부 실패에도 불구하고 모든 작업의 결과를 처리하고자 할 때 사용될 수 있다.


참고

Kihoon
기록하는 프론트엔드 개발자

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