📌 스코프란?

스코프(유효범위)는 프로그래밍 언어의 기본적이고, 중요한 개념이다.
더욱이 자바스크립트의 스코프는 다른 언어의 스코프와 구별되는 특징이 있으므로 주의가 필요하다.

또한,
var 키워드로 선언한 변수와, let, const 키워드로 선언한 변수의 스코프도 다르게 동작한다.

이전에 스코프를 언급한 내용은,
함수의 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고,
함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없다는 개념이 있었다.

function add(x, y) {
  // 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
  // 즉, 매개변수의 스코프(유효범위)는 함수 몸체 내부다.
  console.log(x, y); // 2 5
  return x + y;
}

add(2, 5);

// 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있다.
console.log(x, y); // ReferenceError: x is not defined

x, y는 함수의 매개변수이기 때문에 함수의 스코프 외의 영역에선 사용할 수가 없다.

변수는, 코드의 가장 바깥 영역뿐 아니라 코드 블록이나 함수 몸체 내에서도 선언할 수 있다.
이때 코드 블록이나 함수는 중첩될 수 있다.

var var1 = 1; // var1: 코드의 가장 바깥 영역에서 선언한 변수

if (true) {
  var var2 = 2; // var2: 코드 블록 내에서 선언한 변수
  if (true) {
    var var3 = 3; // var3: 중첩된 코드 블록 내에서 선언한 변수
  }
}

function foo() {
  var var4 = 4; // var4: 함수 내에서 선언한 변수
  
  function bar() {
    var var5 = 5; // var5: 중첩된 함수 내에서 선언한 변수
  }
}

console.log(var1); // 1
console.log(var2); // 2
console.log(var3); // 3
console.log(var4); // ReferenceError: var4 is not defined
console.log(var5); // ReferenceError: var5 is not defined

변수는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위, 즉 다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위가 결정된다.

변수 외에도
모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는
자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다.
➡️ "스코프"

즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다.

var x = 'global';

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

foo();

console.log(x); // 2️⃣

코드의 가장 바깥 영역과,
foo 함수 내부에 같은 이름을 갖는 x 변수를 선언했고,
1️⃣과 2️⃣에서 x 변수를 참조한다.

이때 자바스크립트 엔진은 스코프를 통해 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정한다.
➡️ 스코프란, 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이다.

자바스크립트 엔진은 코드를 실행할 때 코드의 문맥을 고려한다.
즉, 코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지에 따라
위 예제의 1️⃣과 2️⃣처럼 동일한 코드도 다른 결과를 만들어낸다.

위 예제에서,
코드의 가장 바깥 영역에 선언된 x 변수 2️⃣는 어디서든 참조할 수 있다.
foo 함수 내부에서 선언된 x 변수 1️⃣은 foo 함수 내부에서만 참조할 수 있고, foo 함수 외부에서는 참조할 수 없다.
➡️ 즉, 두 개의 x 변수는 식별자 이름이 동일하지만 자신이 유효한 범위, 즉 스코프가 다른 별개의 변수이다.

만약 스코프라는 개념이 없으면,
같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으킴

식별자는 어떤 값을 구별하여 식별할 수 있는 고유한 이름이다. 따라서 유일해야 하고, 중복될 수 없다.
즉, 하나의 값은 유일한 식별자에 연결되어야 한다.

예를 들어, 파일의 이름은 하나의 파일을 구별하여 식별할 수 있는 식별자다.
➡️ 식별자인 파일 이름은 유일해야 한다.

하지만, 컴퓨터를 사용할 때 하나의 파일 이름만 사용하지는 않는다.
식별자인 파일 이름을 중복해서 사용할 수 있는 이유는 폴더(디렉터리)라는 개념이 있기 때문이다.
만약, 폴더가 없다면 파일 이름은 유일해야 한다.

마찬가지로 프로그래밍 언어에서는 스코프(유효 범위)를 통해 식별자인 변수 이름의 충돌을 방지하여, 같은 이름의 변수를 사용할 수 있게 한다.
➡️ 스코프 내에서 식별자는 유일해야 하지만, 다른 스코프에는 같은 이름의 식별자를 사용할 수 있다.

즉, 스코프는 네임 스페이스다.

📌 var 키워드로 선언한 변수의 중복 선언
var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용된다.
의도치 않게 변수값이 재할당되어 변경되는 부작용을 발생시킨다.

function foo() {
  var x = 1;
  // var 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용한다.
  // 아래 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작한다.
  var x = 2;
  console.log(x); // 2
}
foo();

하지만 let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

function bar() {
  let x = 1;
  // let이나 const 키워드로 선언된 변수는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.
  let x = 2; // SyntaxError: Identifier 'x' has already been declared
}
bar();

📌 스코프의 종류

코드는 전역과 지역으로 구분할 수 있다.

구분	설명	스코프	변수
전역	코드의 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수 몸체 내부	지역 스코프	지역 변수

전역에서 선언된 변수는 전역 스코프를 갖는 전역 변수이고,
지역에서 선언된 변수는 지역 스코프를 갖는 지역 변수다.

1️⃣ 전역과 전역 스코프

전역이란, 코드의 가장 바깥 영역을 말한다.
전역은 전역 스코프를 만든다.
전역에 변수를 선하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수가 된다.
➡️ 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

2️⃣ 지역과 지역 스코프

지역이란, 함수 몸체 내부를 말한다.
지역 -> 지역 스코프를 만든다.
진역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수가 된다.
➡️ 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

위 예제에선, outer 함수 내부에서 선언된 z 변수가 지역 변수다.
지역 변수 z는 자신의 지역 스코프인 outer 함수 내부와,
하위 지역 스코프인 inner 함수 내부에서 참조할 수 있다.

그러나, 지역 변수 z를 outer외(전역)에서 참조하면 참조 에러가 발생한다.

inner 함수 내부에 선언된 x 변수도 지역 변수다.
지역 변수 x는 자신의 지역 스코프인 함수 inner 내부에서만 참조 가능하다.
따라서, 지역 변수 x를 전역 또는 inner 함수 내부 이외의 지역에서 참조하면 참조 에러가 발생

inner 함수 내부에서 선언된 x 변수 이외에 이름이 같은 전역 변수 x가 존재한다.
이때 inner 함수 내부에서 x 변수를 참조하면,
전역 변수 x를 참조하는 것이 아니라
inner 함수 내부에서 선언된 x 변수를 참조한다.

이는 자바스크립트 엔진이 스코프 체인을 통해 참조할 변수를 검색했기 때문이다.

📌 스코프 체인

함수는 전역에서 정의할 수도 있고,
함수 몸체 내부에서 정의할 수도 있다.

함수 몸체 내부에서 함수가 정의된 것을 함수의 중첩이라 한다.

함수 몸체 내부에서 정의한 함수 = 중첩 함수(nested function)
중첩 함수를 포함하는 함수 = 외부 함수(outer function)

함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다.
➡️ 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다.

다시 말해, 중첩(내부) 함수의 지역 스코프는 중첩 함수를 포함하는 외부 함수의 지역 스코프와 계층적 구조를 갖는다.
➡️ 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라 한다.

이처럼, 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결된다.
모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다.
➡️ 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다.

위 코드 및 그림에서 스코프 체인은,
취상위 스코프인 전역 스코프,
전역에서 선언된 outer 함수의 지역 스코프,
outer 함수 내부에서 선언된 inner 함수의 지역 스코프로 이뤄진다.

변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여,
상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.
➡️ 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있다.

스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다.
자바스크립트 엔진은 코드(전역 코드와 함수 코드)를 실행하기에 앞서
위 그림과 유사한 자료구조인 렉시컬 환경(Lexical Environment)을 실제로 생성한다.

변수 선언이 실행되면, 변수 식별자가 이 자료구조(렉시컬 환경)에 키로 등록되고,
변수 할당이 일어나면 이 자료구조의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.
또한, 변수의 검색도 이 자료구조 상에서 이뤄진다.

📝 렉시컬 환경(Lexical Environment)
스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다.
전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고,
함수의 렉시컬 환경은 함가 호출되면 곧바로 생성된다.

📝 실행 컨텍스트(execution context)
실행 컨텍스트(execution context)는 자바스크립트 엔진이 “지금 이 코드를 어떻게 실행할지”를 관리하기 위해 만드는 실행 단위(일종의 실행 정보 묶음)

1️⃣ 스코프 체인에 의한 변수 검색

4️⃣ x 변수를 참조하는 코드의 스코프인 inner 함수의 지역 스코프에서 x 변수가 선언되었는지 검색한다.
inner 함수 내에는 선언된 변수 x가 존재한다.
➡️ 검색된 변수를 참조하고, 검색을 종료한다.


5️⃣ y 변수를 참조하는 코드의 스코프인 inner 함수의 지역 스코프에서 y 변수가 선언되었는지 검색한다.
inner 함수 내에는 y 변수의 선언이 존재하지 않으므로,
상위 스코프인 outer 함수의 지역 스코프로 이동한다.

outer 함수 내에도 y 변수의 선언이 존재하지 않으므로,
또 다시 상위 스코프인 전역 스코프로 이동한다.

전역 스코프에는 y 변수의 선언이 존재한다.
➡️ 검색된 변수를 참조하고, 검색을 종료한다.


6️⃣ z 변수를 참조하는 코드의 스코프인 inner 함수의 지역 스코프에서 z 변수가 선언되었는지 검색한다.
inner 함수 내에는 z 변수의 선언이 존재하지 않으므로,
하위 스코프인 outer 함수의 지역 스코프로 이동한다.
outer 함수 내에는 z 변수의 선언이 존재한다.
➡️ 검색된 변수를 참조하고, 검색을 종료한다.

자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서,
상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.

절대 하위 스코프로 내려가면서, 식별자를 검색하는 일은 없다.
상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만,
하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다.

스코프 체인으로 연결된 스코프의 계층적 구조는,
부자 관계로 이뤄진 상속과 유사하다.
상속을 통해 부모의 자산을 자식이 자유롭게 사용할 수 있지만, 자식의 자산은 부모가 사용할 수는 없다.

2️⃣ 스코프 체인에 의한 함수 검색

function foo() {
  console.log('global function foo');
}

function bar() {
  function foo() {
    console.log('local function foo');
  }
  foo();
}

bar();

📌 함수 레벨 스코프

지역은 함수 몸체 내부를 말하고, 지역은 지역 스코프를 만든다.
= 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미다.

C나, 자바 등을 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 함수 몸체만이 아니라,
모든 코드 블록(if, for, while, try/catch 등)이 지역 스코프를 만든다.
➡️ 블록 레벨 스코프라고 한다.

var 키워드로 선언된 변수는
오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
➡️ 함수 레벨 스코프라고 한다.

var x = 1;

if (true) {
  // var 키워드로 선언된 변수는 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다.
  // 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는, 코드 블록 내에서 선언되었다 할지라도 모두 전역 변수다.
  
  // 지금 이건 if 코드 블록 내부다.
  // 따라서 x는 전역 변수다. 이미 선언된 전역 변수 x가 있으므로 x 변수는 중복 선언된다.
  // 이는 의도치 않게, 변수 값이 변경되는 부작용을 발생시킨다.
  var x = 10;
}

console.log(x); // 10

if 문의 코드 블록 내에서 선언된 x 변수는 전역 변수다.

var 키워드로 선언된 변수는 함수 레벨 스코프만 인정하기 때문에,
함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언되어도 모두 전역 변수다.

따라서, 전역 변수 x는 중복 선언되고,
그 결과 의도치 않은 전역 변수의 값이 재할당 된다.

📌 렉시컬 스코프

var x = 1;

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

function bar() {
  console.log(x);
}

foo(); // ?
bar(); // ?

위 예제의 실행 결과는 bar 함수의 상위 스코프가 무엇인지에 결정된다.
두 가지 패턴을 예측할 수 있다.

1. 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.
2. 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정한다.

첫 번재 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면,
bar 함수의 상위 스코프는 foo 함수의 지역 스코프와 전역 스코프일 것이다.

두 번째 방식으로 함수의 상위 스코프를 결정한다면,
bar 함수의 상위 스코프는 전역 스코프일 것이다.

첫 번째 방식

= 동적 스코프

함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다.
➡️ 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라고 부른다.

두 번째 방식

= 렉시컬 스코프 또는 정적 스코프

동적 스코프 방식처럼 상위 스코프가 동적으로 변하지 않고,
함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라고 부른다.

자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

따라서,

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로,
함수를 어디서 호출했는지가 아니라,
함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프 결정

함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다.
➡️ 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

이처럼 함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다.
함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다.
함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문

위 예제의 bar 함수는 전역에서 정의된 함수다.
함수 선언문으로 정의된 bar 함수는 전역 코드가 실행되기 전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성한다.

이때 생성된 bar 함수 객체는 자신이 정의된 스코프, 즉 전역 스코프를 기억한다.

그리고 bar 함수가 호출되면 호출된 곳이 어디인지 관계없이,
자신이 기억하고 있는 전역 스코프를 상위 스코프로 사용한다.
➡️ 위 예제 실행 시, 전역 변수 x의 값 1이 두 번 출력된다.

bar가 정의될 때(전역 코드 평가 시점에) 렉시컬 환경이 전역으로 연결되고,
이후 어디서 호출되든 x는 그 연결(스코프 체인)을 따라 전역의 x=1을 보게 된다.