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제너레이터와 async/await

• 제너레이터와 async/await
• 46.1 제너레이터란?
• 46.2 제너레이터 함수의 정의
  • 46-01
  • 46-02
  • 46-03
  • 46-04
• 46.3 제너레이터 객체
  • 46-05
  • 46-06
  • 46-07
• 46.4 제너레이터의 일시 중지와 재개
  • 46-08
  • 46-09
• 46.5 제너레이터의 활용
  • 46.5.1 이터러블의 구현
    • 46-10
    • 46-11
  • 46.5.2 비동기 처리
    • 46-12
    • 46-13
• 46.6 async/await
  • 46-14
  • 46.6.1 async 함수
    • 46-15
    • 46-16
  • 46.6.2 await 키워드
    • 46-17
    • 46-18
    • 46-19
    • 46-20
  • 46.6.3 에러 처리
    • 46-21
    • 46-22
    • 46-23

46.1 제너레이터란?

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

• 제너레이터와 일반 함수의 차이
  • 제너레이터 함수는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도할 수 있다.
    일반 함수를 호출하면 제어권이 함수에게 넘어가고 함수 코드 일괄 실행. 함수 호출자는 함수를 호출한 이후 함수 실행 제어 불가.
    제너레이터 함수는 함수 실행을 함수 호출자가 제어할 수 있음. 일시 중지시키거나 재개시킬 수 있음. 함수 제어권을 함수가 독점하는 것이 아니라 함수 호출자에게 양도(yield)할 수 있다는 것
  • 제너레이터 함수는 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있다.
    일반 함수를 호출하면 매개변수를 통해 함수 외부에서 값을 주입받고 함수 코드를 일괄 실행하여 결과값을 함수 외부로 반환. 함수가 실행되는 동안 함수 외부에서 내부로 값을 전달하여 상태 변경 불가.
    제너레이터 함수는 함수 호출자와 양방향으로 함수의 상태를 주고받을 수 있음. 제너레이터 함수는 함수 호출자에게 상태를 전달할 수 있고, 함수 호출자로부터 상태를 전달받을 수도 있음
  • 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
    일반 함수를 호출하면 함수 코드를 일괄 실행하고 값을 반환.
    제너레이터 함수를 호출하면 함수 코드를 실행하는 것이 아니라 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체를 반환

46.2 제너레이터 함수의 정의

function* 키워드로 선언하고 하나 이상의 yield 표현식 포함

46-01

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

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

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

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

*의 위치는 function 키워드와 함수 이름 사이라면 상관없음. 바로 뒤에 붙이는 것 권장.

46-02

function* genFunc() {
  yield 1;
}

function* genFunc() {
  yield 1;
}

function* genFunc() {
  yield 1;
}

function* genFunc() {
  yield 1;
}

46-03

제너레이터 함수는 화살표 함수로 정의할 수 없음

const genArrowFunc = * () => {
  yield 1;
}; // SyntaxError: Unexpected token '*'

46-04

제너레이터 함수는 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없음

function* genFunc() {
  yield 1;
}

new genFunc(); // TypeError: genFunc is not a constructor

46.3 제너레이터 객체

제너레이터 함수를 호출하면 일반 함수처럼 함수 코드 블록을 실행하는 것이 아니라, 제너레이터 객체를 생성해 반환함

제너레이터 객체는 이터러블이면서 동시에 이터레이터이다.
=> 제너레이터 객체는 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블이면서
value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는
next 메서드를 소유하는 이터레이터인 것.

46-05

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

// 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
const generator = genFunc();

// 제너레이터 객체는 이터러블이면서 동시에 이터레이터다.
// 이터러블은 Symbol.iterator 메서드를 직접 구현하거나 프로토타입 체인을 통해 상속받은 객체다.
console.log(Symbol.iterator in generator); // true
// 이터레이터는 next 메서드를 갖는다.
console.log('next' in generator); // true

제너레이터 객체는 next 메서드를 갖는 이터레이터이지만 이터레이터에는 없는 return, throw 메서드를 가짐

next 메서드 : 호출하면 제너레이터 함수의 yield 표현식까지 코드 블록 실행. yield된 값을 value 프로퍼티 값으로, false를 done 프로퍼티 값으로 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환함

return 메서드 : 호출하면 인수로 전달받은 값을 value 프로퍼티 값으로, true를 done 프로퍼티 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환함

46-06

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

const generator = genFunc();

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

throw 객체 : 호출하면 인수로 전달받은 에러 발생시키고 undefined를 value 프로퍼티 값으로, true를 done 프로퍼티 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환함

46-07

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

const generator = genFunc();

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

46.4 제너레이터의 일시 중지와 재개

yield 키워드와 next 메서드를 통해 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 다시 재개 가능.
제너레이터는 함수 호출자에게 제어권을 양도하여 필요한 시점에 함수 실행 재개 가능.

제너레이터 함수 호출 => 제너레이터 객체 반환
제너레이터 객체는 next 메서드를 가짐
제너레이터 객체의 next 메서드 호출하면 제너레이터 함수의 코드 블록 실행함

=> yield 표현식까지만 실행
yield 키워드는 제너레이터 함수의 실행을 일시 중지시키거나
yield 키워드 뒤에 오는 표현식의 평가 결과를 제너레이터 함수 호출자에게 반환함

46-08

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

// 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
// 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체는 next 메서드를 갖는다.
const generator = genFunc();

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

// 다시 next 메서드를 호출하면 두 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지된다.
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환한다.
// value 프로퍼티에는 두 번째 yield 표현식에서 yield된 값 2가 할당된다.
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 false가 할당된다.
console.log(generator.next()); // {value: 2, done: false}

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

// 다시 next 메서드를 호출하면 남은 yield 표현식이 없으므로 제너레이터 함수의 마지막까지 실행한다.
// next 메서드는 이터레이터 리절트 객체({value, done})를 반환한다.
// value 프로퍼티에는 제너레이터 함수의 반환값 undefined가 할당된다.
// done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었음을 나타내는 true가 할당된다.
console.log(generator.next()); // {value: undefined, done: true}

1. 제너레이터 객체의 next 메서드 호출하면
2. yield 표현식까지 실행되고 일시 중지(suspend)
3. 제어권이 호출자로 양도(yield)됨
4. 이후 호출자가 또다시 next 메서드 호출하면
5. 일시중지된 코드부터 실행 재개(resume)
6. 다음 yield 표현식까지 실행되고 또 다시 일시 중지

next 메서드는 value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체 반환
value 프로퍼티에는 yield 표현식에서 yield된 값
done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 불리언 값 할당

이터레이터 next 메서드와 달리
제너레이터 객체의 next 메서드에는 인수 전달 가능.

제너레이터 객체의 next 메서드에 전달한 인수는 제너레이터 함수의 yield 표현식을 할당받는 변수에 할당됨
(yield 표현식을 할당받는 변수에 yield 표현식의 평가 결과가 할당되지 않음)

46-09

function* genFunc() {
  // 처음 next 메서드를 호출하면 첫 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지된다.
  // 이때 yield된 값 1은 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에 할당된다.
  // x 변수에는 아직 아무것도 할당되지 않았다. x 변수의 값은 next 메서드가 두 번째 호출될 때 결정된다.
  const x = yield 1;

  // 두 번째 next 메서드를 호출할 때 전달한 인수 10은 첫 번째 yield 표현식을 할당받는 x 변수에 할당된다.
  // 즉, const x = yield 1;은 두 번째 next 메서드를 호출했을 때 완료된다.
  // 두 번째 next 메서드를 호출하면 두 번째 yield 표현식까지 실행되고 일시 중지된다.
  // 이때 yield된 값 x + 10은 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에 할당된다.
  const y = yield x + 10;

  // 세 번째 next 메서드를 호출할 때 전달한 인수 20은 두 번째 yield 표현식을 할당받는 y 변수에 할당된다.
  // 즉, const y = yield (x + 10);는 세 번째 next 메서드를 호출했을 때 완료된다.
  // 세 번째 next 메서드를 호출하면 함수 끝까지 실행된다.
  // 이때 제너레이터 함수의 반환값 x + y는 next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에 할당된다.
  // 일반적으로 제너레이터의 반환값은 의미가 없다.
  // 따라서 제너레이터에서는 값을 반환할 필요가 없고 return은 종료의 의미로만 사용해야 한다.
  return x + y;
}

// 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
// 이터러블이며 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체는 next 메서드를 갖는다.
const generator = genFunc(0);

// 처음 호출하는 next 메서드에는 인수를 전달하지 않는다.
// 만약 처음 호출하는 next 메서드에 인수를 전달하면 무시된다.
// next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에는 첫 번째 yield된 값 1이 할당된다.
let res = generator.next();
console.log(res); // {value: 1, done: false}

// next 메서드에 인수로 전달한 10은 genFunc 함수의 x 변수에 할당된다.
// next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에는 두 번째 yield된 값 20이 할당된다.
res = generator.next(10);
console.log(res); // {value: 20, done: false}

// next 메서드에 인수로 전달한 20은 genFunc 함수의 y 변수에 할당된다.
// next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 value 프로퍼티에는 제너레이터 함수의 반환값 30이 할당된다.
res = generator.next(20);
console.log(res); // {value: 30, done: true}

제너레이터 함수는 next 메서드와 yield 표현식으로 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있음.

함수 호출자는 next 메서드를 통해 yield 표현식까지 함수를 실행시켜 제너레이터 객체가 관리하는 상태(yield된 값)를 꺼내올 수 있고
next 메서드에 인수를 전달해서 제너레이터 객체에 상태(yield 표현식을 할당받는 변수)를 밀어넣을 수 있음
=> 이러한 제너레이터의 특성을 활용해 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현 가능

46.5 제너레이터의 활용

46.5.1 이터러블의 구현

제너레이터 함수를 사용하면 이터러블을 간단히 구현할 수 있음

46-10

이터레이션 프로토콜을 준수하여 무한 피보나치 수열을 생성하는 함수

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

  return {
    [Symbol.iterator]() {
      return this;
    },
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre + cur];
      // 무한 이터러블이므로 done 프로퍼티를 생략한다.
      return { value: cur };
    },
  };
})();

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

46-11

제너레이터를 사용하여 무한 피보나치 수열을 생성하는 함수

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

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

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

46.5.2 비동기 처리

제너레이터 함수는 next 메서드와 yield 표현식을 통해 함수 호출자와 함수의 상태를 주고받을 수 있음.

=> 이러한 특성으로 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현 가능. 즉, 프로미스의 후속 처리 메서드(then, catch, finally) 없이 비동기 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있는 것

46-12

// node-fetch는 node.js 환경에서 window.fetch 함수를 사용하기 위한 패키지다.
// 브라우저 환경에서 이 예제를 실행한다면 아래 코드는 필요 없다.
// https://github.com/node-fetch/node-fetch
const fetch = require('node-fetch');

// 제너레이터 실행기
const async = (generatorFunc) => {
  const generator = generatorFunc(); // ②

  const onResolved = (arg) => {
    const result = generator.next(arg); // ⑤

    return result.done
      ? result.value // ⑨
      : result.value.then((res) => onResolved(res)); // ⑦
  };

  return onResolved; // ③
};

async(function* fetchTodo() {
  // ①
  const url = 'https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1';

  const response = yield fetch(url); // ⑥
  const todo = yield response.json(); // ⑧
  console.log(todo);
  // {userId: 1, id: 1, title: 'delectus aut autem', completed: false}
})(); // ④

1. async 함수가 호출(1)되면 인수로 전달받은 함수 fetchTodo를 호출해 제너레이터 객체 생성(2)하고 onResolved 함수 반환(3).
   onResolved 함수는 상위 스코프의 generator 변수 기억하는 클로저.
   async 함수가 반환한 onResolved 함수를 즉시 호출(4)하여 2에서 생성한 제너레이터 객체의 next 메서드를 처음 호출함
2. next 메서드가 처음 호출(5) 되면 제너레이터 함수 fetchTodo의 첫 번째 yield문(6)까지 실행됨.
   반환한 이터레이터 리절트 객체의 done 프로퍼티 값이 false로 끝까지 실행된 게 아니라면, 첫 번째 yield된 fetch 함수가 반환한 프로미스가 resolve한 Response 객체를 onResolved 함수에 인수로 전달하면서 재귀 호출(7)함
3. onResolved 함수에 인수로 전달된 Response 객체를 next 메서드에 인수로 전달하면서 두 번째 호출(5). next 메서드에 인수로 전달한 Response 객체는 제너레이터 함수 fetchTodo의 response 변수(6)에 할당되고 두 번째 yield문(8)까지 실행됨
4. done: false이면 이터레이터 객체의 value 프로퍼티 값, 즉 두 번째 yield된 respons.json 메서드가 반환한 프로미스가 resolve한 todo 객체를 onResolved 함수에 인수로 전달하면 재귀 호출함(7)
5. onResolved 함수에 인수로 전달된 todo 객체를 next 메서드에 인수로 전달하면서 next 메서드를 세 번째로 호출(5). next 메서드에 인수로 전달한 todo 객체는 제너레이터 함수 fetchTodo의 todo 변수(8)에 할당되고 fetchTodo가 끝까지 실행됨
6. next 메서드가 반환한 이터레이터 리절트 객체의 done: true라면 제너레이터 함수의 fetchTodo의 반환값인 undefined를 그대로 반환하고 처리 종료

46-13

co 라이브러리(제너레이터 실행기)

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 }
});

46.6 async/await

ES8에서 제너레이터보다 간단하고 가독성 좋게 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작하도록 구현할 수 있는 async/await 도입

프로미스를 기반으로 동작. 프로미스의 후속 처리 메서드에 콜백 함수를 전달해서 비동기 처리 결과를 후속 처리할 필요 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스를 사용할 수 있음

프로미스의 후속 처리 메서드 없이 마치 동기 처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있는 것

46-14

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();

46.6.1 async 함수

await 키워드는 반드시 async 함수 내부에서 사용해야 함.

async 함수는 async 키워드를 사용해 정의하며 언제나 프로미스를 반환함. 명시적으로 프로미스를 반환하지 않더라도 async 함수는 암묵적으로 반환값을 resolve 하는 프로미스를 반환함

46-15

// 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

46-16

constructor 메서드는 async 메서드가 될 수 없음. constructor 메서드는 인스턴스를 반환해야 하기 때문

class MyClass {
  async constructor() { }
  // SyntaxError: Class constructor may not be an async method
}

const myClass = new MyClass();

46.6.2 await 키워드

프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기하다가 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과를 반환함. await 키워드는 반드시 프로미스 앞에서 사용해야 함

46-17

(1)의 fetch 함수가 수행한 HTTP 요청에 대한 서버의 응답이 도착해서 fetch 함수가 반환한 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 (1)은 대기. 이후 settled 상태가 되면 프로미스가 resolve한 처리 결과가 res 변수에 할당 됨

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('ungmo2');

=> await 키워드는 다음 실행을 일시 중지시켰다가 settled 상태가 되면 다시 재개

46-18

async function foo() {
  const a = await new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 3000));
  const b = await new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 2000));
  const c = await new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(3), 1000));

  console.log([a, b, c]); // [1, 2, 3]
}

foo(); // 약 6초 소요된다.

모든 프로미스에 await 키워드를 사용하는 것은 주의해야 함. 개별적으로 수행되는 비동기 처리는 순차적으로 처리할 필요가 없음

46-19

개별 수행 비동기 처리 권장 방법

async function foo() {
  const res = await Promise.all([
    new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(1), 3000)),
    new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(2), 2000)),
    new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(3), 1000)),
  ]);

  console.log(res); // [1, 2, 3]
}

foo(); // 약 3초 소요된다.

46-20

앞선 비동기 처리 결과를 가지고 다음 비동기 처리를 순차적으로 처리해야하는 경우

async function bar(n) {
  const a = await new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(n), 3000));
  // 두 번째 비동기 처리를 수행하려면 첫 번째 비동기 처리 결과가 필요하다.
  const b = await new Promise((resolve) =>
    setTimeout(() => resolve(a + 1), 2000)
  );
  // 세 번째 비동기 처리를 수행하려면 두 번째 비동기 처리 결과가 필요하다.
  const c = await new Promise((resolve) =>
    setTimeout(() => resolve(b + 1), 1000)
  );

  console.log([a, b, c]); // [1, 2, 3]
}

bar(1); // 약 6초 소요된다.

46.6.3 에러 처리

46-21

기존 콜백 패턴은 에러를 캐치할 수 없음

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

async/await 에러 처리는 try catch문을 사용하면 됨. 프로미스를 반환하는 비동기 함수는 명시적으로 호출할 수 있기 때문에 호출자가 명확함

46-22

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.error(err); // TypeError: Failed to fetch
  }
};

foo();

=> HTTP 통신에서 발생한 네트워크 에러뿐 아니라 try 코드 블록 내의 모든 문에서 발생한 일반적인 에러까지 모두 캐치 가능

async 함수 내에서 catch 문을 사용해서 에러 처리를 하지 않으면 async 함수는 발생한 에러를 reject하는 프로미스를 반환함.
async 함수를 호출하고 catch 후속 처리 메서드를 사용해 에러를 캐치할 수 있음

46-23

catch 후속 처리 메서드를 사용해 에러를 캐치

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