1. Life Cycle of a Variable
변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 가진다. 생성된 변수는 언젠가는 소멸한다. 변수가 생성되고 소멸되는 주기를 변수의 생명 주기라고 한다.
변수가 생성된다는 것은 메모리 공간을 차지하는 것이고, 소멸됨은 차지하던 메모리가 해제되는 것이다.
조금 더 정확히 말하면 변수가 소멸된다는 것은 등록된 식별자가 소멸한다는 것이다. 이때 식별자와 값의 바인딩이 해제된다. 어떤 지역 스코프가 사라질 때 그 스코프에 등록된 식별자들이 소멸된다.
함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다. 즉, 지역 변수의 생명주기는 함수와 생명 주기와 같다. 그래서 지역 변수의 생명주기는 비교적 짧다. 그러나 전역 변수는 다르다.
함수는 함수 몸체의 문이 끝나거나, return 문이 실행되면 종료한다. 하지만 전역 코드는 마지막 문이 끝나서 더 이상 실행할 문이 없어도 함수처럼 종료하지 않는다. 전역변수는 브라우저를 종료해서 애플리케이션을 종료할 때까지 유효하다. 즉, 전역 변수의 생명주기는 애플리케이션의 생명 주기와 일치한다. 이는 다음과 같은 문제점을 가진다.
2. Problem of Global Variable
2.1. Implicit Coupling
전역 변수는 코드의 전체 영역에서 사용할 수 있다. 이는 모든 코드에서 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용한다. 문제는 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성이 나빠지고 의도치 않은 상태 변경이 일어난다는 것이다.
2.2. Long Life Cycle
전역 변수는 생명 주기가 길다. 이는 다음과 같이 몇 가지 문제점을 가진다.
- 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간이 길다.
- 모든 함수가 참조할 수 있으므로 상태가 변경될 위험이 크다.
- 메모리 리소스를 오랜기간 차지한다.
var키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 중간에 변수명이 중복되어 의도치 않은 재할당이 일어날 수 있다.
2.3. Exist at the End of the Scope Chain
전역 변수의 또다른 문제점은 스코프 체인 가장 상위에 존재한다는 것이다. 이는 자바스크립트 엔진이 전역 변수를 찾을 때 가장 마지막 스코프까지 검색해야함을 의미한다. 즉, 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.
2.4. Namespace Pollution
자바스크립트의 특성으로, 분리되어있는 파일을 함께 import할 경우 하나의 전역 스코프를 공유한다. 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명한 변수나 함수가 겹칠 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.
3. How to Suppress Using Global Variables
위에서 살펴본 바와 같이 전역 변수의 사용은 위험하다. 반드시 사용해야할 때가 아니라면 지역 변수를 사용해야 한다.
3.1. Immediately Invoke Function Expression
즉시 실행 함수는 함수의 정의와 동시에 한 번만 호출되는 함수로, 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다. 함수는 스코프를 만들고, 함수 내에 선언된 변수는 지역 변수가 된다는 것을 이용한 방법이다.
1 | (function(){ |
가장 간단하고 일반적인 방식이다.
3.2. Namespace Object
전역 네임 스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고, 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가한다. 즉, 전역 변수를 네임 스페이스 객체의 프로퍼티로 등록하고 사용하는 방법이다.
1 | var GLOBAL = {}; // global namespace object |
현재는 잘 안 쓰는 방식.
3.3. Module Pattern
모듈 패턴은 클래스를 모방하여 관련이 있는 변수와 함수를 모아서 즉시 실행함수로 감싸 하나의 모듈로 만든다. 모듈 패턴은 자바스크립트의 클로저를 기반으로 동작한다.
캡슐화란 보호하고자 하는 내부 구현을 외부로부터 감추는 것을 말한다. 캡슐화의 목적은 상태 유지로, 외부에서 객체 내부의 상태를 변경하는 것을 제한한다. C++이나 Java의 class는 기본적으로 Access modifier를 제공하여 공개 범위를 한정할 수 있게 한다.
자바스크립트는 Access modifier를 제공하지 않는다. 모듈 패턴은 전역 네임 스페이스의 오염을 막는 기능에 더해서, 한정적이기는 하지만 캡슐화를 구현하기 위해 사용한다.
1 | var Account = (function () { |
위 코드의 즉시 실행 함수는 외부에 노출할 메소드를 객체에 담아 반환한다. 이 때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 퍼블릭 멤버이다. 반환되는 객체에 추가되지 않은 변수나 함수는 모두 외부에서 접근할 수 없는 프라이빗 멤버가 된다.
Closure?
그런데 즉시 실행 함수는 선언과 동시에 실행되고 종료되는데 deposit()과 withdraw() 메소드가 어떻게 num을 참조할 수 있을까?
deposit()과 withdraw()는 즉시 실행 함수의 중첩 함수로, 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 살아남아 있을 경우 이를 클로저라고 부른다.
자바스크립트의 함수 객체는 생성될 때, 프로퍼티 어트리뷰트로 [[Environment]]라는 내부 슬롯을 가진다. 이 곳에 자신이 생성될 때의 외부 스코프(Lexical scope)를 담는다. 이는 함수 객체가 소멸하기 전까지 유지된다. 위의 num같은 변수를 자유변수라고 한다.
deposit()과 withdraw()는 같은 lexical scope object를 참조하고 있다. 모던 자바스크립트 프로그래밍에서는 클로저의 사용을 적극 권장한다.
3.4 ES6 Module
- import
- export
ES6가 구체적인 구현 스펙을 제안하지 않아 대부분의 브라우저가 완전히 지원하지는 않는다. 그러나 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용해서 ES6 모듈을 사용할 수 있다.
