제너레이터와 async/await

제너레이터란?

ES6에서 도입된 제너레이터는 코드 블록의 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 재개할 수 있는 특수한 함수

제너레이터 특징

제너레이터 함수는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도할 수 있음
- 일반 함수
  - 함수 호출자는 함수를 호출한 이후 함수 실행을 제어할 수 없음
- 제너레이터 함수
  - 함수 실행을 함수 호출자가 제어할 수 있음
  - 함수의 제어권을 함수가 독점하는 것이 아니라 함수 호출자에게 양도할 수 있음
제너레이터 함수는 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있음
- 일반 함수
  - 함수가 실행되고 있는 동안에는 함수 외부에서 함수 내부로 값을 전달하여 함수의 상태를 변경할 수 없음
- 제너레이터 함수
  - 함수 호출자에게 상태를 전달할 수 있고 함수 호출자로부터 상태를 전달받을 수 있음
제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환
- 일반 함수
  - 함수 코드를 일괄 실행하고 값을 반환
- 제너레이터 함수
  - 함수 코드를 실행하는 것이 아니라 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체를 반환

제너레이터 함수의 정의

function* 키워드로 선언
하나 이상의 yield 표현식 포함

// 제너레이터 함수 선언문
function* genDecFunc() {
  yield 1;
}

// 제너레이터 함수 표현식
const getExpFunc = function* () {
  yield 1;
};

// 제너레이터 메서드
const obj = {
  * getnObjMethod() {
    yield 1;
  }
};

// 제너레이터 클래스 메서드
class MyClass {
  * getClsMethod() {
    yield 1;
  }
};

에스터리스크(*)의 위치는 function 키워드와 함수 이름 사이라면 언제든지 상관없음
일관성을유지하기 위해 function 키워드 바로 뒤에 붙임
화살표 함수로 정의하거나 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출이 불가능

제너레이트 객체

제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 생성해 반환함
- Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블
- value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유하는 이터레이터

이터레이터 리절트 객체 반환

구분	value 프로퍼티	done 프로퍼티
next 메서드	yield된 값	false
return 메서드	인수로 전달받은 값	true
throw 메서드	인수로 전달받은 에러를 발생시키고 undefined 값	true

function* getFunc() {
  try {
    yield 1;
    yield 2;
    yield 3;
  } catch (e) {
    console.error(2);
  }
}

const generator = genFunc();

console.log(generator.next()); // {value: 1, done: false}
console.log(generator.return('End!')); // {value: "End!", done: true}
console.log(generator.throw('Error!')); // {value: undefined, done: true}

제너레이터의 일시 중지와 재개

제너레이터는 yield 키워드와 next 메서드를 통해 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 다시 재개할 수 있음
yield 표현식까지만 실행하므로 함수의 실행을 일시 중지시키거나 yield 키워드 뒤에 오는 표현식의 평가 결과를 제너레이터 함수 호출자에게 반환

// 제너레이터 함수
function* genFunc() {
  yield 1;
  yield 2;
  yield 3;
}

// 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환함
// 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제네레이터 객체는 next 메서드를 가짐
const generator = genFunc();

// 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지됨
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환
// value 프로퍼티에는 첫 번째 yield 표현식에서 yield된 값 1이 할당됨
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 false가 할당됨
console.log(generator.next()); // {value: 1, done: false}

// 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지됨
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환
// value 프로퍼티에는 첫 번째 yield 표현식에서 yield된 값 2이 할당됨
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 false가 할당됨
console.log(generator.next()); // {value: 2, done: false}

// 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지됨
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환
// value 프로퍼티에는 첫 번째 yield 표현식에서 yield된 값 3이 할당됨
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 false가 할당됨
console.log(generator.next()); // {value: 3, done: false}

// 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지됨
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환
// value 프로퍼티에는 제너레이터 함수의 반환값 undefined가 할당됨
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었음을 나타내는 true가 할당됨
console.log(generator.next()); // {value: undefined, done: true}

generator.next() -> yield -> generator.next() -> yield -> ... -> generator.next() -> return

제너레이터 객체의 next 메서드에 전달한 인수는 제너레이터 함수의 yield 표현식을 할당받는 변수에 할당됨

제너레이터의 활용

이터러블의 구현

이터레이션 프로토콜을 준수해 이터러블을 생성하는 방식보다 더 간단히 이터러블을 구현할 수 있음

// 무한 이터러블을 생성하는 제너레이터 함수
const infiniteFibonacci = (function* () {
  let [pre, cur] = [0, 1];

  while (true) {
    [pre, cur] = [cur, pre + cur];
    yield cur;
  }
}());

// infiniteFibonacci는 무한 이터러블
for (const num of infiniteFibonacci) {
  if (num > 10000) break;
  console.log(num); // 1 2 3 5 8 ... 2584 4181 6765
}

비동기 처리

next 메서드와 yield 표현식을 통해 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있기때문에 프로미스를 사용한 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현할 수 있음
- 프로미스의 후속 처리 메서드 then/catch/finally 없이 비동기 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있음

제너레이터 실행기(co 라이브러리 사용)

const fetch = require('node-fetch');
// https://github.com/tj/co
const co = require('co');

co(function* fetchTodo() {
	const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1';
	
	const response = yield fetch(url);
	const todo = yield response.json();
	console.log(todo);
	// { userId: 1, id: 1, title: 'delectus aut autem', completed: false }
});

async/await

ES8에서는 제너레이터보다 간단하고 가독성 좋게 비동기 처리를 동기처럼 동작하도록 구현할 수 있는 async/await가 도입됨

프로미스를 기반으로 동작하므로 then/catch/finally 후속 처리 메서드에 콜백 함수를 전달하여 동기처럼 프로미스를 사용할 수 있음

const fetch = require('node-fetch');

async function fetchTodo(){
	const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1';
	
	const response = await fetch(url);
	const todo = await response.json();
	console.log(todo);
	// {userId: 1, id: 1, title: 'delectus aut autem', completed: false}
}

fetchTodo();

async 함수

await 키워드는 반드시 async 함수 내부에서 사용해야 함

async 함수는 암묵적으로 반환값을 resolve하는 프로미스를 반환

// async 함수 선언문
async function foo(n) { return n; }
foo(1).then(v => console.log(v)); // 1

// async 함수 표현식
const bar = async function (n) { return n; };
bar(2).then(v => console.log(v)); // 2

// async 화살표 함수
const baz = async n => n;
baz(3).then(v => console.log(v)); // 3

// async 메서드
const obj = {
	async foo(n) { return n; }
};
obj.foo(4).then(v => console.log(v)); // 4

// async 클래스 메서드
class MyClass {
	async bar(n) { return n; }
}
const myClass = new MyClass();
myClass.bar(5).then(v => console.log(v)); // 5

await 키워드

프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하다가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과를 반환함

const fetch = require('node-fetch');

const getGithubUserName = async id => {
  const res = await fetch(`https://api.github.com/users/${id}`); // (1)
  const {name} = await res.json(); // (2)
  console.log(name); // Ungmo Lee
};

getGithubUserName('ungomo2');

(1)의 fetch 함수가 수행한 HTTP 요청에 대한 서버의 응답이 도착해서 fetch 함수가 반환한 프로미스가 settled 상태가 될때까지 (1)은 대기함
- 프로미스가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과가 res 변수에 할당됨

다음 실행을 일시 중지시켰다가 프로미스가 settled 상태가 되면 다시 재개

에러 처리

콜백 패턴의 단점 중 가장 심각한 것은 에러 처리가 곤란하는 것
호출자 방향(caller)으로 전파
- 비동기 함수의 콜백 함수를 호출한 것은 비동기 함수가 아니므로 try…catch 문을 사용해 에러를 캐치할 수 없음

async/await에서 에러 처리는 try…catch 문을 사용할 수 있음

try…catch문을 사용한 에러 처리

const fetch = require('node-fetch');

const foo = async () => {
  try{
    const wrongUrl = 'https://wrong.url';
    
    const response = await fetch(wrongUrl);
    const data = await response.json();
    console.log(data);
  } catch (err) {
    console.log(err); // TypeError: Failed to fetch
  }
};

foo();

async 함수 내에서 catch 문을 사용해서 에러 처리를 하지 않으면 async 함수는 발생한 에러를 reject하는 프로미스를 반환함

Promise.prototype.catch 후속 처리 메서드 사용

const fetch = require('node-fetch');

const foo = async () => {
  const wrongUrl = 'https://wrong.url';
  
  const response = await fetch(wrongUrl);
  const data = await response.json();
  return data;
};

foo()
  .then(console.log)
  .catch(console.error); // Typeerror: Failed to fetch

Referenced

이응모, 『모던 자바스크립트 Deep Dive』, 위키북스(2022.4.25), 870 ~ 885p