[JS]전역 변수의 문제점

전역 변수의 무분별한 사용은 위험하다. 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용해야 한다.

 

목표: 전역 변수의 문제점, 전역 변수 사용 억제 방법

 

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변수의 생명 주기

지역 변수의 생명 주기

변수: 선언(생성) -> 초기화 -> 소멸   =    생명 주기(Life Cycle)

 

이처럼 변수도 생명 주기가 존재한다.

변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.

 

// 변수 x의 생명 주기 시작
function foo() {
    var x = 'local'; // 변수 x 생성 및 값 할당
    console.log(x); // local
    return x; // 변수 x 소멸
}
// 변수 x의 생명 주기 끝

foo();
console.log(x); // ReferenceError: x is not defined

• 지역 변수 x는 foo 함수가 호출되기 이전까지 생성되지 않음.

        -> foo 함수를 호출하지 않으면 함수 내부의 변수 선언문이 실행되지 않기 때문이다.

 

변수 선언은 선언문이 어디에 있든 상관없이 가장 먼저 실행된다.

= 변수 선언은 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행되는 것이 아니라

런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.

 

 

위의 코드를 보면

지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

 

함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다.

변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효하다.

 

할당된 메모리 공간은 아무도 참조하지 않을 때, 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다.

이는 스코프도 마찬가지다. 

일반적으로 함수가 종료하면 함수가 생성한 스코프도 소멸한다.

누군가가 스코프를 참조하고 있다면 스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다.

 

var x = 'global';

function foo() {
    console.log(x);  // 1
    var x = 'local';
}

foo();
console.log(x); // global;

퀴즈: 1 에서 출력되는 값은 무엇일까?

 

foo 함수 내부에서 선언된 지역 변수 x는 1의 시점에서 이미 선언되었고, undefined로 초기화되어 있다.

따라서 전역 변수 x를 참조하는 것이 아니라 지역 변수 x를 참조해 값을 출력한다.

즉, 지역 변수는 함수 전체에서 유효하다.

 

이처럼 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.

 

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전역 변수의 생명 주기

함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다.

그리고, 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료된다.

 

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다.

이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.

 

전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체다.

브라우저 환경에서 전역 객체는 window이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다.

 

전역 객체 window는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하다. -> var 키워드로 선언한 전역 변수는 웹페이지를 닫을 때까지 유효하다.

var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.

// 전역 변수 x의 생명 주기 시작
var x = 'global'; // 전역 변수 x 생성 및 값 할당

// 지역 변수 x의 생명 주기 시작
function foo() {  
    var x = 'local'; // 지역 변수 x 생성 및 값 할당
    console.log(x);
    return x;  // 지역 변수 x 소멸
}
// 지역 변수 x의 생명 주기 끝

foo();
console.log(x); // global;
// 전역 변수 x의 생명 주기 끝

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전역 변수의 문제점

암묵적 결합

전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 의미.

= 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합(implicit coupling)을 허용하는 것

 

 

긴 생명 주기

전역 변수의 생명 주기는 길다.

-> 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.

-> 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다.

 

var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용한다. 

-> 의도치 않은 재할당이 이뤄질 수 있다.

var x = 1;

// ...

// 변수의 중복 선언. 재할당
var x = 100;
console.log(x) // 100

지역 변수의 생명 주기는 짧다.

-> 메모리 리소스도 짧은 기간 소비한다.

-> 지역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 짧고 기회도 적다.

 

 

스코프 체인 상에서 종점에 존재

전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다.

= 변수를 검색할 때, 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것

 

전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.

 

 

네임스페이스 오염

자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나

파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것

따라서, 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 선언된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과 발생 가능

 

 

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전역 변수의 사용을 억제하는 방법

전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유가 없다면 지역 변수를 사용해야 한다. 변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

 

즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출된다.

모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.

 

(function () {
  var foo = 10;   // 즉시 실행 함수의 지역 변수
  // ...
 }());
 
 console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined

 

 

네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다.

 

var MYAPP = {};

MYAPP.name = "Yeom";

console.log(MYAPP.name); // Yeom

 

네임스페이스 객체에 또 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가(계층적 구성)

 

var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체

MYAPP.person = {
   name: 'Yeom',
   address: 'Seoul',
};

console.log(MYAPP.person.name); // Yeom

네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 유용해 보이지 않음.

 

 

모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아, 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.

(클로저 기반으로 동작)

 

모듈 패턴의 특징은 전역 변수의 억제와 캡슐화 구현이 가능하는 것이다.

 

캡슐화(encapsulation)는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것

캡슐화

캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 한다 = 정보 은닉

 

자바스크립트는 접근 제한자(public, private, protected)를 제공하지 않는다.

모듈 패턴은 전역 네임스페이스의 오염을 막는 기능은 한정적이지만, 정보 은닉을 구현하기 위해 사용된다.

 

var Counter = (function (){
   // private 변수
   var num = 0;
   
   // 외부 공개
   return {
   	  increase() {
        return ++num;
      },
      decrease() {
        return --num;
      }
   };
}());


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

console.log(Counter.increase()); // 1
console.log(Counter.increase()); // 2
console.log(Counter.decrease()); // 1
console.log(Counter.decrease()); // 0

 

 

ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.

ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.

 

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

 

script 태그에 type="module" 속성을 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.