제로베이스 네카라쿠배 온라인스쿨 1기 과정(2021. 11 ~ 2021. 12)에서 공부했던 Javascript Deepdive 교재의 내용 요약 및 필자의 생각을 정리한 내용입니다. 원서의 내용 챕터의 일부를 요약한 내용으로 보다 자세한 내용은 원서를 참조 바랍니다.

14장 전역 변수의 문제점

• 전역 변수의 무분별한 사용은 위험하며 가능하면 지양해야 한다.

14.1 변수의 생명 주기

14.1.1 지역 변수의 생명 주기

• 변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖는다. 변수는 생물처럼 생명 주기가 존재한다.
• 변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.
  • 전역 변수는 애플리케이션의 생명 주기와 같다.
  • 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸된다.
• 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명주기와 일치한다.
  • 다만 지역 변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다.
• 변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름이다.
  • 따라서 변수의 생명 주기는 메모리 공간이 확보된 시점부터 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점까지이다.
• 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다.
  • 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효하다.
  • 할당된 메모리 공간은 더 이상 그 누구도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다.
• 누군가 메모리 공간을 참조하고 있으면 해제되지 않고 남아있는 것처럼 스코프 역시 스코프를 참조하고 있으면 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.
• 일반적으로 함수가 종료하면 함수가 생성한 스코프도 소멸하지만, 누군가 스코프를 참조하고 있다면 스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다.

Comment : 지역 변수의 생명 주기는 클로저를 배우기 위한 선행 개념이라고 할 수 있다.

• 호이스팅은 스코프 단위로 동작한다.
  • 호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 말한다.

14.1.2 전역 변수의 생명 주기

• 전역 코드는 특별한 진입점이 없이 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다.
• 함수와 달리 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행 되어 더 이상 실행될 문이 없을 때 종료한다.
• var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되어 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.

Comment : 즉, var 키워드로 선언한 변수는 전역 코드가 종료될 때까지 계속해서 살아있으므로 사용하지 않아도 살아있어 메모리가 낭비된다.

전역 객체(Global object)

• 전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체로, 클라이언트 사이트 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(node.js)에서 global 객체를 의미한다.
• 환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자(window, self, this, global)가 존재했으나 ES11(ECMAScript 11)에서 globalThis로 통일 되었다.
• 전역 객체는 **표준 빌트인 객체(Object, String, Number, Function, Array…)**환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 API 또는 Node.js의 호스트 API) 그리고 var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.
• 브라우저 환경에서 전역 객체는 window 이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다.
  • var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.

14.2 전역 변수의 문제점

암묵적 결합

• 전역 변수를 선언한 의도는 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다.
• 이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합(implicit coupling)을 허용하는 것이다.
  • 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

긴 생명 주기

• 전역 변수는 생명 주기가 길다. (메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.)
• 전역 변수 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다.
  • var 키워드는 변수 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있어 의도치 않은 재할당이 이뤄질 수 있다.

스코프 체인 상에서 종점에 존재

• 전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재하기 때문에 변수 검색 시 가장 마지막에 검색 된다.
  • 즉 전역 변수 검색 속도가 가장 느리다.

네임스페이스 오염

• 자바스크립트의 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있어도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다.
• 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

14.3 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

• 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용해야 한다.
• 변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

14.3.1 즉시 실행 함수

• 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수를 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.

;(function () {
  var foo = 10
})()

console.log(foo) // Reference Error (접근 불가능)

14.3.2 네임스페이스 객체

• 전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법

var MYAPP = {}

MYAPP.name = "Lee"

console.log(MYAPP.name)

• 네임 스페이스 객체에 또 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 네임스페이스를 계층적으로 구성할 수도 있다.

var MYAPP = {}

MYAPP.person = {
  name: "Seo",
  address: "Seoul",
}

console.log(MYAPP.person.name)

14.3.3 모듈 패턴

• 모듈 패턴은 클래스를 모방해 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.
• 모듈 패턴은 자바스크립트의 클로저를 기반으로 동작한다.
  • 전역 변수의 억제와 캡슐화까지 구현할 수 있다.
  • **캡슐화(capsulation)**란, 객체의 상태(state)를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.
  • 캡슐화는 객체 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하며 이를 **정보 은닉(information hiding)**이라 한다.
• 객체지향 프로그래밍 언어는 클래스를 구성하는 멤버에 대해 public, private, protected 등의 접근 제한자(access modifier)를 사용해 공개 범위를 한정할 수 있다.
  • public으로 선언된 데이터 및 메서드는 외부에서 접근 가능
  • private으로 선언된 데이터 및 메서드는 내부에서만 사용
• 자바스크립트는 위 같은 접근 제한자가 없다.

var Counter = (function () {
  // private

  var num = 0

  return {
    increase() {
      return ++num
    },
    decrase() {
      return --num
    },
  }
})()

// private 변수는 외부로 노출되지 않는다.
console.log(Counter.num) //undefined

console.log(Counter.increase()) // 1
console.log(Counter.increase()) // 2
console.log(Counter.decrase()) // 1
console.log(Counter.decrase()) // 0

Comment: num 이라는 변수는 Counter 내부에서만 접근 가능한 private 변수이며, increase()와 decrease()는 Counter에 할당된 객체의 프로퍼티 이기 때문에 접근이 가능하다. 따라서 num이라는 변수는 내부에서 할당된 값을 갖고 increase 혹은 decrease를 통해 외부에 보여질 수는 있지만 외부에서 직접 접근은 불가능한 형태로, 이를 통해 캡슐화를 구현한 것이라 할 수 있다.

14.3.6 ES6 모듈

• ES6 모듈을 사용하게되면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다. 그 이유는 ES6 모듈이 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공하기 때문이다.

• 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.

• 모던 브라우저(Chrome61, SF 10.1 Edge 16 이상)에서는 ES6 모듈을 사용할 수 있으며, script 태그에 type=“module” 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.

• 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다.

• ES6 모듈은 IE 같은 구형 브라우저에서 동작하지 않으며 트랜스파일링이나 번들링이 필요해 Webpack 같은 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.