비동기 함수의 단점과 프로미스.

1. 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점

 

자바스크립트는 비동기 처리를 위한 하나의 패턴으로 콜백 함수를 사용한다.

하지만, 전통적인 콜백 패턴에는 몇 가지 단점이 있다.

 

- 콜백 헬로 인하여 가독성이 나쁘다.
- 비동기 처리 중 발생한 에러 처리가 곤란하다.
- 여러 개의 비동기 처리를 한 번에 처리하는 데도 한계가 있다. 

 

먼저, 전통적인 콜백 패턴의 단점에 대하여 자세히 알아보도록 하겠다.

 

1-1. 콜백 헬로 인한 가독성 저하

일반적으로 비동기 함수 내부의 콜백 함수, 이벤트 핸들러의 return문은 아무런 의미가 없다.

비동기 함수 내부의 콜백 함수, 이벤트 핸들러는 비동기 작업으로 인하여 실행되기도 전에 종료된다.

그렇기 때문에 즉시 값을 반환할 수 없다.(undefined)

 

그리고 콜백 함수의 반환문은 비동기 함수 getData의 반환문이 아니다.

비동기 함수 getDate는 명시적인 반환문이 없으므로 undefined를 반환한다.

 

함수의 반환값은 명시적으로 호출한 다음에 캐치할 수 있으므로

비동기 함수 setTimeout의 콜백 함수를 비동기 함수 getData가 호출할 수 있다면 

콜백 함수의 반환값을 명시적으로 호출한 다음에 캐치할 수 있으므로 다시 반환할 수도 있겠지만

콜백 함수를 비동기 함수 getData가 호출하지 않기 때문에 그럴 수도 없다.

(콜백 함수의 반환값은 캐치할 수 없다.)

 

function getData() {
  setTimeout(() => {
    return "Hello"; // 이 return은 getData()의 return이 아님
  }, 1000);
}

const result = getData();
console.log(result); // 👉 undefined

 

또한, 상위 스코프의 변수에 값을 할당해도 값을 출력하지 못한다.(undefined)

두 경우 모두 console.log(result); 코드까지 전부 실행된 후에 콜백 함수가 실행되기 때문에

undefined가 출력될 수밖에 없다.

 

let result;

function getData() {
  setTimeout(() => {
    result = "Hello";
  }, 1000);
}

getData();
console.log(result); // 👉 undefined

 

 

이처럼 비동기 함수는 비동기 처리 결과를 외부에 반환할 수 없고, 상위 스코프의 변수에 할당할 수 없다.

따라서, 비동기 함수의 처리 결과에 대한 후속 처리는 비동기 함수 내부에서 수행해야 한다.

이때 비동기 함수를 범용적으로 사용하기 위하여

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

 

const getData = (url, callback) => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();

  xhr.open("GET", url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      callback(JSON.parse(xhr.response));
     } else {
       console.error(`ERROR: ${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
     }
   };
};

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

getData(`${url}/posts/1`, ({ userId }) => {
  console.log(userId);
  // 1

  getData(`${url}/users/${userId}`, (userInfo) => {
    console.log(userInfo);
    // {id: 1, name: 'Leanne Graham', username: 'Bret', email: 'Sincere@april.biz', address: {…}, …}
  });
});

 

이때 발생하게 되는 것이 콜백 헬이다.

콜백 함수를 통해 비동기 처리 결과에 대한 후속 처리를 수행하는 비동기 함수가

비동기 처리 결과를 가지고 또다시 비동기 함수를 호출해야 한다면 

콜백 함수 호출이 중첩되어 복잡도가 높아지는 현상이 발생한다.

 

콜백헬은 가독성을 나쁘게 하며 실수를 유발하는 원인이 된다.

 

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

 

1-2. 에러 처리의 한계

 

비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 문제점 중 가장 심각한 것은 에러 처리가 곤란하다는 것이다.

아래의 코드의 경우 catch 코드 블록에서 에러를 캐치하지 못한다.

 

setTimeout 함수의 콜백 함수가 실행될 때 setTimeout 함수는 이미 콜 스택에서 제거된 상태이다.

setTimeout 함수의 콜백 함수를 실행한 것(호출자)이 setTimeout 함수가 아니라는 것을 의미한다.

 

에러는 호출자 방향으로 전파된다.

하지만 setTimeout 함수의 콜백 함수를 호출한 것은 setTimeout 함수가 아니다.

그러므로 setTimeout 함수의 콜백 함수가 발생시킨 에러는 catch 블록에서 캐치할 수 없다.

 

try {
  setTimeout(() => {throw new Error("Error!"); }, 1000);
} catch (e) {
  console.error("캐치한 에러", e);
}

 

---

2. 프로미스

 

프로미스란, 미래에 완료되거나 또는 실패할 비동기 작업을 표현하는 객체다.

위에서도 설명했듯이 비동기 처리를 위한 콜백 패턴의 단점을 보완하기 위하여 사용한다.

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

fulfilled 또는 rejected 상태를 settled 상태라고 한다.

 

프로미스의 상태 정보	의미	상태 변경 조건
pending	비동기 처리가 아직 수행되지 않은 상태	프로미스가 생성된 직후 기본 싱테
fulfilled	비동기 처리가 수행된 상태(성공)	resolve 함수 호출
rejected	비동기 처리가 수행된 상태(실패)	reject 함수 호출

 

 

2-1. 프로미스의 생성

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

Promise 생성자 함수는 EXMAScript 사양에 정의된 표준 빌트인 객체다.

Promise 생성자 함수는 비동기 처리를 수행할 콜백 함수를 인수로 전달받는데,

이 콜백 함수는 resolve와 reject 함수를 인수로 전달받는다.

 

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

이때, 비동기 처리가 성공하면 콜백 함수의 인수로 전달받은 resolve 함수를 호출하고,

비동기 처리를 실패하면 콜백 함수의 인수로 전달받은 reject 함수가 호출된다.

 

const promise = new Promise((resolve, reject) => {
  if(/* 비동기 처리 성공 */) {
    resolve("result");
  } else {
    /* 비동기 처리 실패 */
    reject("failure reason");
  }
});

console.log(promise);
// Promise {<fulfilled>: 'result'}
// [[Prototype]]: Promise
// [[PromiseState]]: "fulfilled"
// [[PromiseResult]]: "result"

 

프로미스를 콘솔에 출력해보면 비동기 상태와 더불어 비동기 처리 결과도 상태로 갖는다.

RromiseState는 비동기 처리 상태를 의미하며, PromiseResult는 비동기 처리 결과를 의미한다.

 

2-2. 프로미스의 후속 처리 메서드

프로미스의 비동기 처리 상태가 변화하면 이에 따른 후속 처리를 해야 한다.

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 처리 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 메서드는 프로미스를 반환하며, 비동기로 동작한다.

 

1) Promise.prototype.then

then 메서드는 두 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

 

첫 번째 콜백 함수는 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 호출된다.
콜백 함수는 프로미스의 비동기 처리 결과를 인수로 전달받는다.

두 번째 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태가 되면 호출된다.
콜백 함수는 프로미스의 에러를 인수로 전달받는다.

// 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

 

2) Promise.prototpye.catch

catch 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

catch 메서드의 콜백 함수는 프로미스가 rejected 상태인 경우에만 호출된다.

 

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

 

위에서도 말했다시피 비동기 처리의 콜백 패턴은 에러 처리가 곤란하다는 문제가 있다.

프로미스를 후속 처리 메서드를 통하여 에러를 문제없이 처리할 수 있다.

 

비동기 처리에서 발생한 에러는

then 메서드의 두 번째 콜백 함수 또는 catch 메서드의 콜백 함수를 사용해 처리할 수 있다.

 

그런데 then 메서드의 두 번째 콜백 함수는

첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치하지 못하고 코드가 복잡해져서 가독성에 좋지 않다.

 

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

promiseGet("https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1")
.then(res => console.xxx(res))
.catch(err => console.error(err));
// TypeError: console.xxx is nor a function
// 후속 처리 메서드 catch의 콜백 함수는 후속 처리 메서드 then의 첫 번째 콜백 함수에서 발생한 에러를 캐치한다.

 

후속 처리 메서드 then의 두 번째 콜백 함수 대신 후속 처리 메서드 catch를 사용하면

비동기 처리에서 발생한 에러(rejected 상태) 뿐만 아니라 then 메서드 내부에서 발생한 에러까지 모두 캐치할 수 있다.

따라서 에러 처리는 catch 메서드에서 하는 것을 권장한다.

 

3) Promise.prototype.finally

finally 메서드는 한 개의 콜백 함수를 인수로 전달받는다.

finally 메서드의 콜백 함수는 프로미스의 성공 또는 실패와 상관없이 무조건 한 번 호출된다.

공통적으로 수행해야 할 처리 내용이 있을 때 유용하다.

 

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

const promiseGet = (url) => {
        return new Promise((resolve, reject) => {
          const xhr = new XMLHttpRequest();

          xhr.open("GET", url);
          xhr.send();

          xhr.onload = () => {
            if (xhr.status === 200) {
              resolve(JSON.parse(xhr.response));
            } else {
              reject(new Error(xhr.status));
            }
          };
        });
      };

      promiseGet("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1")
        .then((res) => console.log(res))
        .catch((e) => console.error(e))
        .finally(() => console.log("Bye!"));
      // {userId: 1, id: 1, title: 'sunt aut facere repellat provident occaecati excepturi optio reprehenderit', body: 'quia et suscipit\nsuscipit recusandae consequuntur …strum rerum est autem sunt rem eveniet architecto'}
      // Bye!

 

2-3. 프로미스 체이닝

비동기 처리의 콜백 패턴에서 콜백 헬이 발생했던 코드를

프로미스의 후속 처리 메서드를 사용하여 다시 작성해보았다.

후속 처리 메서드 then, catch, finally는 언제나 프로미스를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있다.

이를 프로미스 체이닝이라고 한다.

 

// 비동기 처리를 위한 콜백패턴
const get = (url, callback) => {
  const xhr = new XMLHttpRequest();

  xhr.open("GET", url);
  xhr.send();

  xhr.onload = () => {
    if (xhr.status === 200) {
      callback(JSON.parse(xhr.response));
    } else {
      console.error(`ERROR: ${xhr.status} ${xhr.statusText}`);
    }
  };
};

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

// 콜백 헬
get(`${url}/posts/1`, ({ userId }) => {
  console.log(userId);
  // 1
    
  get(`${url}/users/${userId}`, (userInfo) => {
    console.log(userInfo);
    // {id: 1, name: 'Leanne Graham', username: 'Bret', email: 'Sincere@april.biz', address: {…}, …}
  });
});

// 위의 코드를 promise로 다시 구현
const promiseGet = (url) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const xhr = new XMLHttpRequest();

    xhr.open("GET", url);
    xhr.send();

    xhr.onload = () => {
      if (xhr.status === 200) {
        resolve(JSON.parse(xhr.response));
      } else {
        reject(new Error(xhr.status));
      }
    };
  });
};

// then, catch, finally 후속 처리 메서드는 언제나 promise를 반환하므로 연속적으로 호출할 수 있다.(프로미스 체이닝)
promiseGet(`${url}/posts/1`)
.then(({ userId }) => promiseGet(`${url}/users/${userId}`))
.then((userInfo) => console.log(userInfo))
.catch((e) => console.error(e));
// {id: 1, name: 'Leanne Graham', username: 'Bret', email: 'Sincere@april.biz', address: {…}, …}

 

프로미스 후속 처리 메서드 then, catch, finally는 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.

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

콜백 패턴은 가독성이 좋지 않다.

 

이 문제는 ES8에서 도입된 async/await를 통하여 해결할 수 있다.

async/await를 사용하면 프로미스의 후속 처리 메서드 없이

마치 동기처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다.

async/await도 프로미스를 기반으로 동작한다.

 

async () => {
  const { userId } = await promiseGet(`${url}/posts/1`);
  const userInfo = await promiseGet(`${url}/users/${userId}`);
  console.log(userInfo);
};

 

.async/await와 관하여 자세하게 정리한 글은 아래에서 확인할 수 있다.

2025.04.28 - [Javascript/Concept] - 이터러블, 이터레이터, 제너레이터, async/await

 

2-4. 프로미스 정적 메서드

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

Promise는 다섯 가지 정적 메서드를 제공한다.

 

2-4-1. Promise.resolve / Promise.reject

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

 

Promise.resolve: 인수로 전달받은 값을 resolve하는 프로미스를 생성한다.
Promise.reject: 인수로 전달받은 값을 reject하는 프로미스를 생성한다.

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

// 위와 아래의 코드는 동일하게 동작한다.

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

// 여러 객체를 reject하는 프로미스를 생성
const rejectedPromise = Promise.reject(new Error("Error!"));
rejectedPromise.catch(console.error);
// Error: Error!

// 위와 아래의 코드는 동일하게 동작한다.

const rejectedPromise = new Promise((_, reject) => reject(new Error("Error!")));
rejectedPromise.then(console.log);
// Error: Error!

 

2-4-2. Promise.all

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

 

그런데 여기서 한 가지 주의해야 할 점은,

여러 개의 비동기 처리를 처리할 때 각 비동기 처리가 서로 의존할 경우는 순차적으로 처리를 해야 하고

각 비동기 처리가 서로 의존하지 않고 개별적으로 수행할 경우

Promise.all 메서드를 사용하여 여러 개의 비동기 처리를 병렬 처리해도 된다.

 

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

그리고 전달 받은 모든 프로미스가 fulfilled 상태가 되면 모든 처리 결과를 배열에 저장해 새로운 프로미스를 반환한다.

Promise.all 메서드가 종료하는데 걸리는 시간은 가장 늦게 fulfilled 상태가 되는 프로미스의 처리 시간보다 조금 더 길다.

 

const requestData1 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(5), 3000));
const requestData2 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(10), 2000));     
const requestData3 = () => new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 1000));

requestData1()
.then((data) => {
  res.push(data);
  return requestData2();
})
.then((data) => {
  res.push(data);
  return requestData3();
})
.then((data) => {
  res.push(data);
  console.log(res);
  // [5, 10, 2]
})
.catch(console.error);

// Promise.all 메서드를 사용하여 다시 짠 코드

Promise.all([requestData1(), requestData2(), requestData3()])
.then(console.log) // [5, 10, 2]
.then(console.error);

 

Promise.all 메서드를 사용하지 않고 여러 비동기 함수를 순차적으로 처리했을 때는 약 6초가 소요되는데

Promise.all 메서드를 사용하여 여러 비동기 함수를 병렬 처리했을 때는 약 3초가 소요된다.