제너레이터와 async/await

제너레이터란?

ES6에서 도입된 제너레이터는 코브 블록의 실행을 일시 중지 했다가 필요한 시점에 재개할 수 있는 특수한 함수다.

 

제너레이터와 일반 함수의 차이점

• 제너레이터 함수는 함수 호출자에게 함수 실행의 제어권을 양도할 수 있다.
• 제너레이터 함수는 함수 호출자와 함수의 상태를 주고 받을 수 있다.
• 제너레이터 함수를 호출하면 이터러블이면서 동시에 이터레이터인 제너레이터 객체를 반환한다.

 

제너레이터 함수의 정의

//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 {
    	yield1;
	}
}

 

• 제너레이터 함수는 화살표 함수로 정의할 수 없다.
• 제너레이터 함수는 new 연산자와 함께 생성자 함수로 호출할 수 없다.

 

 

제너레이터 객체

제너레이터 함수를 호출하면 일반 함수처럼 함수 코드 블록을 실행하는 것이 아니라 제너레이터 객체를 생성해 반환한다.

제너레이터 함수가 반환한 제너레이터 객체는 이터러블이면서 동시에 이터레이터다.

 

즉 Symbol.iterator 메서드를 상속받는 이터러블 이면서

value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환하는 next 메서드를 소유하는 이터레이터다.

 

제너레이터는 next 메서드를 가지는 이터레이터이므로 Symbol.iterator 메서드를 호출해서 별도로 이터레이터를 생성할 필요가 없다.

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

console.log(Symblo.iterator in generator); // true

console.log( "next" in generator); //true

제너레이터 객체는 next 메서드를 갖는 이터레이터이지만 이터레이터에는 없는 return, throw 메서드를 갖는다.

 

 

제너레이터의 일시 중지와 재개

제너레이터는 yield 키워드와 next 메서드를 통해 실행을 일시 중지했다가 필요한 시점에 다시 재개할 수 있다.

일반 함수는 호출 이후 제어권을 함수가 독점하지만 제너레이터는 함수 호출자에게 제어권을 양도(yield)하여 필요한 시점에 함수 실행을 재개할 수 있다.

 

제너레이터 객체의 next 메서드를 호출하면 제너레이터 함수의 코드 블록을 실행한다.

 

단 일반함수 처럼 한 번에 코드 블록의 모든 코드를 일괄 실행하는 것이 아니라 yield 표현식까지만 실행한다.

yield 키워드는 제너레이터 함수의 실행을 일시 중지시키거나

yield 키워드 뒤에 오는 표현식의 평가 결과를 제너레이터 함수 호출자에게 반환한다.

// 제너레이터 함수 정의
function* counter() {
  console.log('Point 1');
  yield 1;                // 첫번째 next 메소드 호출 시 여기까지 실행된다.
  console.log('Point 2');
  yield 2;                // 두번째 next 메소드 호출 시 여기까지 실행된다.
  console.log('Point 3');
  yield 3;                // 세번째 next 메소드 호출 시 여기까지 실행된다.
  console.log('Point 4'); // 네번째 next 메소드 호출 시 여기까지 실행된다.
}

// 제너레이터 함수를 호출하면 제너레이터 객체를 반환한다.
// 제너레이터 객체는 이터러블이며 동시에 이터레이터이다.
// 따라서 Symbol.iterator 메소드로 이터레이터를 별도 생성할 필요가 없다
const generatorObj = counter();

// 첫번째 next 메소드 호출: 첫번째 yield 문까지 실행되고 일시 중단된다.
console.log(generatorObj.next());
// Point 1
// {value: 1, done: false}

// 두번째 next 메소드 호출: 두번째 yield 문까지 실행되고 일시 중단된다.
console.log(generatorObj.next());
// Point 2
// {value: 2, done: false}

// 세번째 next 메소드 호출: 세번째 yield 문까지 실행되고 일시 중단된다.
console.log(generatorObj.next());
// Point 3
// {value: 3, done: false}

// 네번째 next 메소드 호출: 제너레이터 함수 내의 모든 yield 문이 실행되면 done 프로퍼티 값은 true가 된다.
console.log(generatorObj.next());
// Point 4
// {value: undefined, done: true}

제너레이터 객체의 next메서드를 호출하면 yield 표현식까지 실행되고 일시중지 된다.

이때 함수의 제어권이 호출자로 양도(yield)된다.

 

이때 제너레이터 객체의 next 메서드는 value, done 프로퍼티를 갖는 이터레이터 리절트 객체를 반환한다.

 

이터레이터 리절트 객체의

value 프로퍼티에는 yield 표현식에서 yield된 값(yield 키워드 뒤의 값)이 할당되고,

done 프로퍼티에는 제너레이터 함수가 끝까지 실행되었는지를 나타내는 불리언 값이 할당된다.

 

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

 

제너레이터 객체의 next 메서드에는 이터레이터 next 메서드와 달리 인수를 전달할 수 있다.

전달된 인수는 제너레이터 함수의 yield 표현식을 할당받는 변수에 할당된다.

function* gen(n) {
  let res;
  res = yield n;    // n: 0 ⟸ gen 함수에 전달한 인수

  console.log(res); // res: 1 ⟸ 두번째 next 호출 시 전달한 데이터
  res = yield res;

  console.log(res); // res: 2 ⟸ 세번째 next 호출 시 전달한 데이터
  res = yield res;

  console.log(res); // res: 3 ⟸ 네번째 next 호출 시 전달한 데이터
  return res;
}
const generatorObj = gen(0);

console.log(generatorObj.next());  // 제너레이터 함수 시작
console.log(generatorObj.next(1)); // 제너레이터 객체에 1 전달
console.log(generatorObj.next(2)); // 제너레이터 객체에 2 전달
console.log(generatorObj.next(3)); // 제너레이터 객체에 3 전달
/*
{ value: 0, done: false }
{ value: 1, done: false }
{ value: 2, done: false }
{ value: 3, done: true }
*/

쉽게 말하면

next() 호출하면 yield 까지 함수를 실행한다.

그래서 yield 뒤에 할당된 값을 반환한다.

 

그 다음 next()를 호출하면 처음에 res = yield n; 에 전달한 인수값 1을 넣는다.

그럼 res는 1이 된다.

 

이런식으로 next()에 인수를 넣으면 이전 yield에서부터 시작한다.

 

 

제너레이터의 활용

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

  return {
    [Symbol.iterator]() { return this; },
    next() {
      [pre, cur] = [cur, pre + cur];
      // 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...
}

이터레이션 프로토콜을 보다 간단하게 처리하기 위해 제너레이터를 활용할 수 있다.

제너레이터를 활용하여 무한 피보나치 수열을 구현한 이터러블을 만들어 보자.

// 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);
}

 

비동기 처리

제너레이터를 사용해 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현할 수 있다. 다시 말해 비동기 처리 함수가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다.

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

function getUser(genObj, username) {
  fetch(`https://api.github.com/users/${username}`)
    .then(res => res.json())
    // ① 제너레이터 객체에 비동기 처리 결과를 전달한다.
    .then(user => genObj.next(user.name));
}

// 제너레이터 객체 생성
const g = (function* () {
  let user;
  // ② 비동기 처리 함수가 결과를 반환한다.
  // 비동기 처리의 순서가 보장된다.
  user = yield getUser(g, 'jeresig');
  console.log(user); // John Resig

  user = yield getUser(g, 'ahejlsberg');
  console.log(user); // Anders Hejlsberg

  user = yield getUser(g, 'ungmo2');
  console.log(user); // Ungmo Lee
}());

// 제너레이터 함수 시작
g.next();

① 비동기 처리가 완료되면 next 메소드를 통해 제너레이터 객체에 비동기 처리 결과를 전달한다.

② 제너레이터 객체에 전달된 비동기 처리 결과는 user 변수에 할당된다.

 

제너레이터을 통해 비동기 처리를 동기 처리처럼 구현할 수 있으나 코드는 장황해졌다. 따라서 좀 더 간편하게 비동기 처리를 구현할 수 있는 async/await가 ES7에서 도입되었다.

위 예제를 async/await 구현해 보자.

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

// Promise를 반환하는 함수 정의
function getUser(username) {
  return fetch(`https://api.github.com/users/${username}`)
    .then(res => res.json())
    .then(user => user.name);
}

async function getUserAll() {
  let user;
  user = await getUser('jeresig');
  console.log(user);

  user = await getUser('ahejlsberg');
  console.log(user);

  user = await getUser('ungmo2');
  console.log(user);
}

getUserAll();

 

 

async.await

제너레이터를 사용해서 비동기 처리를 동기처럼 동작하도록 구현했지만 코드가 무척이나 장황해지고 가독성도 나빠졌다.

ES8에서는 제너레이터보다 간단하고 가독성 좋게 비동기 처리를 동기 처리처럼 동작하도록 구현할 수 있는 async/await가 도입되었다.

 

async/await는 프로미스를 기반으로 동작한다.

async/await를 사용하면 프로미스의 then/catch/finally 후속처리 메서드에 콜백 함수를전달해서 비동기 처리 결과를 후속처리할 필요없이 마치 동기 처럼 프로미스를 사용할 수 있다.

 

즉 후속처리 메서드 없이 마치 동기처리처럼 프로미스가 처리 결과를 반환하도록 구현할 수 있다.

 

 

async는 언제나 프로미스를 반환해야하기 때문에 클래스의 constructor 메서드에 async메서드를 사용할 수 없다.

constructor 메서드는 인스턴스를 반환해야하기 때문이다.

 

 

await는 프로미스가 settled 상태가 될 때까지 대기한다.

프로미스가 settled상태가 되면 프로미스가 resolve한 결과가 지정한 변수에 할당된다.

 

await는 다음실행을 일시중지시키고 프로미스가 settled상태가 되면 다시 재개한다.

그래서 await를 사용할 때는 주의할 점이 있다.

개별적으로 수행되는 비동기처리에 있어서는 Promise.all과같은 메서드로 처리하는 것이 좋다.

 

 

에러 처리

에러는 호출자 방향으로 전파된다.

즉 콜 스택의 아래방향으로 전파된다.

 

하지만 비동기 함수의 콜백함수를 호출한 것은 비동기 함수가 아니기 때문에 try..catch문을 사용해 에러를 캐치할 수 없다.

 

async/await에서 에러처리는 try...catch문을 사용할 수 있다.

콜백 함수를 인수로 전달 받는 비동기 함수와 달리 프로미스를 반환하는 비동기 함수는 명시적으로 호출할 수 있기 때문에 호출자가 명확하다.

 

만약 async 함수 내에서 catch문을 사용해서 에러처리를 하지 않으면 async 함수는 발생한 에러를 reject하는 프로미스를 반환한다.