[Group Study, 모던 자바스크립트 Deep Dive] - 14 전역 변수의 문제점

 

Group study background

나만 그런건지는 모르겠지만, 실무를 하다보면 잊어버리는 개념들이 있다.

가끔 FE 뉴비나 novice인분들에게 질문을 받는데, 아리송 할때만큼 쪽팔릴때가 없었다.

인간은 망각의 동물이라고 교수님께서 말씀하셨지만 반복 학습의 힘을 믿는다. React 오픈카톡방에서 모집한 스터디원분들과 함께 "모던 자바스크립트 Deep Dive" 1권 톺아보기를 시작한다!

 

정보 전달용이 아닌 개인 스터디 레코딩용 포스트입니다.

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14.1 변수의 생명 주기

14.1.1 지역 변수의 생명 주기

 변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖고 소멸되는 생명 주기(life cycle)이 있다. JS의 GC의 정책에 따라 변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.

 변수는 자신이 선언된 위치(Scope)에서 생성되고 소멸한다.(Scope 참고) 전연 변수의 생명 주기는 어플리케이션의 생명 주기와 같다고 할 수 있다.

 

[예제 14-01] 

function foo() {
	var x = 'local'
	console.log(x) // ?
	return x
}

foo();
console.log(x) // ??
// function foo 내의 지역 변수인 x는 foo 내에서 선언되어 메모리 할당이 되고 함수가 종료됨에 따라서 소멸된다.
// 추가적으로 함수가 호출한 직후에 함수의 코드가 한 줄식 순차적으로 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.

 변수 선언은 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행되는 것이 아니라 런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. (여기서 자바스크립트 엔진은 각 브라우저마다 상이하다)

 위 예제의 foo 함수를 호출하면 각 코드가 순차적으로 실행되기 이전에 x 변수의 선언문이 자바스크립트 엔진에 의해 가장 먼저 실행되어 x 변수가 선언되고 undefined로 초기화된다. 그 후, 순차적으로 코드가 실행되기 시작하고 변수 할당문이 실행되면 x 변수에 값이 할당된다.

그리고 함수가 종료하면 x 변수도 소명되어 생명 주기가 종료된다. 즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

 

[그림 14-01] 지역 변수의 생명 주기 

 변수는 자신이 등록된 스코프(렉시컬 환경)가 소멸(메모리 해제)될 때가지 유효하다. 할당된 메모리 공간은 더 이상 참조되지 않을 때, GC(가비지 콜렉터)에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다. 즉, 누군가(변수)가 메모리 공간을 참조하고 있으면해제되지 않고 확보된 상태로 남아 있고 스코프도 마찬가지이다.

 

 

[예제 14-02] 

var x = 'global'

function foo() {
	console.log(x) //?
    var x = 'lcoal'
}

foo()
console.log(x)

 위 예제에서 foo 함수 내부에서 선언된 지역 변수 x는 1의 시점에 이미 선언되었고 undefined로 초기화되어 있다. 따라서 전역 변수 x를 참조하는 것이 아니라 지역 변수 x를 참조해 값을 출력한다. 즉 지연 변수는 함수 전체에서 유효하다. 단, 변수 할당문이 실행되기 이전까지는 undefiend 값을 갖느다.

 호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크팁으 고유의 특징인데, 이는 스코프를 단위로 동작한다. (근본없는 자바스크립트,... 아니 flexible한 자바스크립트.. :) )

14.1. 전역 변수의 생명 주기

 함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다. 이는 진입점(c-main(), java-main))이 없고 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다. 하지만 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.

 브라우저 환경에서 전역 객체는 window이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티이다. 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 웹페이지를 닫을 때 까지 유효하기 때문에 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.

 

[그림 14-02] 전역 변수의 생명 주기 

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14.2 전역 변수의 문제점

1. 암묵적 결합

 당연한 소리이지만 전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 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 위험성이 커져 버그가 발생할 수 있는 확률 또한 높아진다.

2. 긴 생명 주기

 전역 변수는 생명 주기가 긴만큼 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다. 그 말인 즉슨 (1)의 문제점처럼 상태를 변경할 수 있는 시간도 기회도 많아진다.

 더욱이 var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있다. 변수 이름이 중복되면 의도치 않은 재할당이 이뤄진다.

[예제 14-03]

var x=1;


// ...
// ... 대충 긴 코드...!
// ... 진짜 긴 코드(대충)

var x = 100;
console.log(x)

3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재

전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다. 이것은 변수를 검색할 때 전연 벽수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 의미하게 되므로 검색 속도가 가장 느리다는 결론이 된다. 유의미할 정도로 크진 않겠지만...

4. 네임스페이스 오염

자바크스립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다. 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 생각하지 못한 참사가 발생하기 된다.

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14.3 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

우선 변수의 스코프는 좁으면 좁을 수록 좋다. 전역 변수를 사용하면 안된다는 것은 아니지만 남용/오용을 줄이는 클린 코드가 필요하다는 것이고 아래의 방법들을 통해 개선해나갈 수 있다.

1. 즉시 실행 함수 (IIFE, Immediately Invoked Function Expression)

함수 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수는 단 한번만 호출된다 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행함수의 지역 변수가 된다. 이 방법은 라이브러리에 자주 사용된다.

[예제 14-04]

(function() {
	var foo = 10;
    //... 아주 길다고 가정하는 코드...짧을지도 ㅎㅎ
    
})

console.log(foo) //??

2. 모듈 패턴

모듈 패턴은 객체지향 언어의 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다. 모듈 패턴은 자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다.

전역 변수의 사용 억제는 물론 캡슐화까지 구성이 가능한데, 캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다. 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉이라고 한다.

 아래 예제의 즉시 실행 함수는 객체를 반환한다. 이 객체에는 외부에 노출하고 싶은 변수나 함수를 담아 반환하는데 이때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 퍼블릭 멤버이다. 그렇지 않은 경우에는 반환하는 객체( return {...})에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 프라이빗 멤버가 된다. 

[예제 14-05]

var Counter = (function() {
	var num = 0
    
	return {
		increase() { return ++num },
		decrease() { return --num }
	}
}())

3. ES6 모듈

 ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. 따라서 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.

 하지만 부디 let, const를 통해서 각 쓰임새에 맞는 스코프를 사용하도록 하자...(제발)

 

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