원시 값과 객체의 비교

1. 원시 타입과 객체

원시타입을 가지는 원시 값은 변경 불가능한 값이다. 반면에 객체 타입의 값, 즉 객체는 변경 가능한 값이다.

원시 값을 변수에 할당하면, 변수에는 실제 값이 저장된다. 이에 비해 객체를 변수에 할당하면 변수에는 참조 값이 저장된다.

이는 어떤 차이를 보이냐면, 원시 값을 갖는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 원시 값이 복사되어 전달된다. 이를 값에 의한 전달(pass by value)라고 한다. 이에 비해 객체를 가리키는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 참조 값이 복사되어 전달된다. 이를 참조에 의한 전달( pass by reference )라고 한다.

2. 원시 타입

여기서 중요한 것은 원시 타입의 값을 갖는 변수가 값을 바꾸지 못한다는 것은 변수가 변경 불가능하다는 것이 아니라, 변수가 가진 값이 변경 불가능하다는 것이다.

즉, 원시 값은 변경 불가능하다는 말은 원시 값 자체를 변경할 수 없다는 것이지 변수 값을 변경할 수 없다는 것이다. 변수는 언제든 재할당을 톨해 변수 값을 변경(엄밀히 따지자면 교체)할 수 있다.

가령 다음의 코드를 보자

var score;
score = 80;
score = score + 90;
console.log(score) // 170

먼저 score 변수를 선언하면 score에는 undefined 변수가 값으로 들어간다.

메모리 1번지 : undefined => score

이렇게 되어있다가, 80을 할당해주면

메모리 1번지 : undefined
메모리 2번지 : 80 => score

이렇게 되는 것이다.

심지어 90을 더해준다면

메모리 1번지 : undefined
메모리 2번지 : 80
메모리 3번지 : 170 => score

가 된다.

즉, 변수가 가리키는 값은 변경되지 않고, 변수는 자유자재로 값을 교체할 수 있다는 것이다.
불변성을 갖는 원시 값을 할당하는 변수는 재할당 이외에 변수 값을 변경할 수 있는 방법이 없다.

3. 문자열의 불변성

문자열은 2바이트 문자로 이루어진 유사 배열 객체이다.
분명 문자열이 원시 타입이라고 했던 것 같은데, 왜 유사 배열 객체 인지는 추후에 설명하겠다.

한 가지 힌트를 주자면, java에서 wrapper객체로 원시 타입과 언박싱, 박싱한다는 말을 들어봤다면 똑같다.
문자열은 객체의 기능이나 배열의; 기능을 할 때 wrapper 객체로 자동 변환되는 것일 뿐이다.

먼저, 문자열은 2바이트 문자로 이루어진 유사 배열이라는 말에 집중해보자

var str = '' // 0개의 문자로 이루어진 문자열
var str2 = "hello"; // 2바이트 문자 5개이므로 10바이트 이다.

유사 배열 객체라는 것은 무엇일까??

유사 배열 객체란 마치 배열처럼, 인덱스로 프로퍼티에 접근할 수 있고 length 프로퍼티를 갖고 있는 객체를 말한다. 문자열은 배열처럼 인덱스를 통해 문자에 접근할 수 있어 유사 배열이라고 불린다.

var str = "string";
console.log(str[0]) // s

문제는 이러한 문자열이 원시타입이기 때문에 불변한다는 특징이 있다.

var str = "string";
str[0] = '2';
console.log(str) // string

즉, 배열을 통해 접근해서 c/c++ 처럼 하나의 문자만 쏙 바꿀 수는 없다.
한 번 생성된 문자열은 읽기 전용이지 변경 가능한 값이 아니기 때문이다.

4. 값에 의한 전달

pass by value 라고도 하는데, 일반적인 원시 타입의 값들은 불변성을 보장해야하기 때문에 다른 변수에 값을 넘겨줄 때 새로운 메모리 공간에 똑같은 값을 만들어 넘겨준다. 왜냐하면 기존 값에 영향을 주면 안되기 때문이다.

var score = 80;
var copy = score;

console.log(score); //80
console.log(copy); // 80

score = 100;

console.log(score); //100
console.log(copy); // 80

너무 간단해보이지만, 뒤에 나올 pass by reference와 비교하기 위해 자세히 알아보자

먼저 score = 80을 넣어주게 되면 다음과 같다.

메모리 1번지 80 => socre

다음, copy에 score을 넣어주면 다음과 같다.

메모리 1번지 80 => score
메모리 2번지 80 => copy

다른 메모리 번지에 완전 새로운 값을 할당하는 것이 된다. 왜냐하면 원시 타입은 불변성이 보장되어야 하기 때문이다.

다음으로 score = 100을 해보자

메모리 1번지 80
메모리 2번지 80 => copy
메모리 3번지 100 => score

copy가 score의 값을 복사했다고 해서 score값이 바뀐다고 copy값이 바뀌진 않는다.
왜냐하면 copy가 가리키는 값은 완전히 새로운 메모리 번지에서 생성된 값이기 때문이다.
따라서, score와 독립적으로 값을 할당 받을 수 있는 것이다.

결국은 두 변수의 원시 값은 서로 다른 메모리 공간에 저장된 별개의 값이 되어 어느 한쪽에서 재할당을 통해 값을 변경하더라도 서로 간섭할 수 없다는 것이다. (python은 이와 다른 것으로 안다)

5. 객체

c/c++ , java에서의 class와 달리 js의 객체는 동적으로 프로퍼티가 추가되기도하고, 프로퍼티의 값에 대한 제약도 없다.
따라서, 일반적은 class처럼 크기를 고정하여 메모리 할당을 할 수도 없으며 프로퍼티 접근을 사용하기도 쉽지 않다.

이에 따라 객체는 원시 값과는 다른 방식으로 동작하도록 설계하였다.

자바스크립트에서의 객체 관리 방식

자바스크립트에서는 프로퍼티 키를 인덱스로 사용하는 해시 테이블을 사용한다. 이 덕분에 프로퍼티를 동적으로 추가할 수 있다는 장점이 있는 반면에 성능상에서 프로퍼티 접근을 위해 시간이 오래걸린다는 단점이 있다.

이를 해결하기 위해서, V8 js엔진에서는 프로퍼티에 접근하기 위해 '동적 탐색' 대신 '히든 클래스'라는 방식을 사용해 c++객체의 프로퍼티에 접근하는 정도의 성능을 보장한다. 히든 클래스는 자바와 같이 고정된 클래스(레이아웃)과 유사하게 동작한다. 더 자세한 사항은 어떻게 v8엔진이 작동하는 지 찾아보길 바란다.

레퍼런스 변수

원시 타입을 갖는 변수와 달리, 객체를 갖는 변수는 값을 가지고 있는 것이 아니라, 객체를 가리키는 레퍼런스(참조) 값을 가지고 있다.
이 참조 값은 객체의 메모리 주소로, 실체의 객체에 직접 접근하여 값을 변경하거나 추가할 수 있는 것이다.

var person = {
    name : 'lee',
};
person.name = 'kim';
person.address = 'seoul';
console.log(person) // { name: 'kim', address: 'seoul' }

먼저 person이라는 변수와 객체 사이의 메모리 관계를 살펴보도록 하자

메모리 1번지 { name : 'lee'}
메모리 2번지 (메모리 1번지 주소) => person

바로 다음과 같이 되어있는 것이다. 메모리 1번지에 객체 { name : 'lee'} 가 있다면,
메모리 2번지에서 person이라는 참조 변수가 메모리 1번지 주소를 가지고 있는 것이다.

따라서, person은 메모리 1번지의 객체를 메모리로 직접 접근하기 때문에 자유자재로 값을 변경할 수 있는 것이다.

이제 다음을 추가해보면

person.name = 'kim';
person.address = 'seoul';

person 변수가 메모리 1번지 주소를 갖고 있기 때문에 객체에 접근할 수 있고, 거기에 프로퍼티를 추가하게 되는 것이다.

메모리 1번지 { name : 'kim', address : 'seoul'}
메모리 2번지 (메모리 1번지 주소) => person

이 때 객체를 할당한 변수에 재할당을 하지 않았으므로 객체를 할당한 변수의 참조 값은 변경되지 않는다.

즉, 메모리 1번지가 객체를 할당한 변수가 되고, 객체를 할당한 변수의 참조 값은 메모리 2번지인 person이 된다.
person이 가리키고 있는 참조 값이 달라진게 아니므로, mutable한 값인 것이다.

따라서 객체는 변경이 가능하다는 것이다.

왜 객체는 변경이 가능한 것일까??

왜냐하면 객체의 복사와 생성에는 비용이 많이들고 메모리의 효율적 소비가 어렵기 때문이다. 이는 성능을 나쁘게 만드는 영향을 미치게 되는 것이다.

따라서, 메모리를 효율적으로 사용하기 위해, 그리고 객체를 복사해 생성하는 비용을 절약하여 성능을 향상시키기 위해 변경 가능한 값으로 객체를 설계한 것이다.

레퍼런스 변수의 치명적인 단점, 객체 공유

• 얕은 복사와 깊은 복사
  기본적으로 얕은 복사는 원시 값에서는 차이가 없다. 어차피 재할당을 해야하기 때문이다. 단 레퍼런스 변수에서는 차이가 발생한다.

  • 얕은 복사는 레퍼런스 변수에서도 똑같은 값을 넣어주지만, 새로운 메모리를 할당하여 넣어주는 방식이 아니다. 때문에 두 변수가 같은 객체의 주소를 바라보는 문제가 생긴다. 위의 예로 표현하자면 '메모리 1번지 주소'를 공유하고 있다는 것이다.

  • 깊은 복사는 값을 복사하지만, 새로운 메모리를 할당하여 넣어주는 방식이다. 따라서, 두 변수는 같은 값을 갖는 객체라도 메모리 번지가 서로 다르기 때문에 영향을 주지 않는다. '메모리 1번지 주소'에 있는 객체와 똑같은 객체를 만들고 새로운 메모리 번지에 저장한다음, 해당 메모리 주소를 참조한다는 것이다.

기본적으로 객체의 복사는 레퍼런스 값만을 복사하기 때문에 얕은 복사에 해당한다. 따라서 copy 변수에서 객체를 조작하면 original 변수에도 영향을 미치게 된다.

var person = {
    name : 'lee'
};
var copy = person;

다음의 코드 메모리 상황을 보면

메모리 1번지 { name : 'lee'}
메모리 2번지 (메모리 1번지 주소) => person
메모리 3번지 (메모리 1번지 주소) => copy

가 된다.

두 식별자(변수)가 하나의 객체를 공유한다는 것을 의미하는데, 이는 원본과 사본 둘 중 어느 한쪽에서 객체를 변경하는 일이 벌어지면, 둘 모두 영향을 받는다는 것이다.

var person = {
    name : 'lee'
};
var copy = person;
copy.age = 28;
console.log(person) // { name: 'lee', age: 28 }

이렇게 된다.

따라서 객체를 복사할 때는 유의하여 복사하는 것이 좋다.