[Javascript] 스코프

개발새발🦶·2022년 10월 26일

자바스크립트 딥다이브

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스코프

스코프(유효범위)는 참조할 수 있는 유효범위를 뜻하며, 함수의 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조할 수 있고, 함수 몸체 외부에서는 참조할 수 없는데, 이러한 매개 변수를 참조할 수 있는 범위를 유효 범위라 한다. 즉, 자바스크립트의 기본적이면서 중요한 개념이다.

function add(x, y){   // 매개변수는 함수 몸체 내부에서만 참조 가능하다.
  console.log(x, y);  // 2 5
  return x + y;
}

add(2, 5);

console.log(x, y);   // Error

모든 식별자(변수이름, 함수이름, 클래스이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효범위가 결정된다.
코드 바깥과 함수 내부에 같은 변수를 선언했을 시, 자바스크립트 엔진은 어떤 변수를 참조해야 할 것인지를 결정해야 하는 데 이를 식별자 결정이라한다.
따라서 스코프랑 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있다.

📌스코프 종류

코드는 전역과 지역으로 구분 가능하다.

전역 스코프

전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수가 된다.
전역 변수는 어디서든 참조 가능하다.

지역 스코프

함수 몸체 내부를 뜻한다. 지역 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수가 된다.
자신이 선언된 지역과 하위 지역(중첩 함수)에서만 참조 가능하다.
즉, 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서만 유효

📌스코프 체인

함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩될 수 있다. 이는 스코프가 함수의 중첩 에 의해 계층적 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 그리고 이러한 계층 구조로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다.

변수를 참조할 때 자바스크립트는 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.

상위 스코프에서 선언한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조 가능
하위 스코프에서 유효한 변수는 상위 스코프에서 참조할 수 없다.
부자 관계로 이뤄진 상속의 개념이 있다.

// 스코프 체인에 의한 함수 검색
function foo() {
  console.log('global');
}

function bar() {
  // 먼저 가르키는 함수를 호출한다.
  function foo() {
    console.log('local');  // 해당 함수가 호출된다.
  }
  foo();
}

bar();

📌렉시컬 스코프

함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프가 결정된다. 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 영향도 미치지 못 한다.즉 항상 정의된 스코프이다.

정적(렉시컬) 스코프 : 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프 결정

📌전역 변수의 문제점

전역변수의 무분별한 사용은 위험하다. 앞서 스코프에서 나온 전역 변수의 문제점의 대한 특징을 알아보자.

변수의 생명 주기

변수는 생성되고 소멸되는 주기가 필요하다. 만약 생명 주기가 없다면, 한번 선언된 변수는 메모리 공간을 계속 점유하기 때문에 사용하지 않는 변수는 정리 해주는 것이 좋다.

함수 몸체에 선언된 지역 변수는 함수의 생명과 일치하지만, 전역변수는 그렇지 않다.
지역 변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다. 누군가 메모리 공간을 참조하고 있으면 해제되지 않고 확보된 생태로 남아있다.
스코프 또한 마찬가지 스코프를 참조하면 소멸하지 않고 남아있는다.
지역 변수의 호이스팅은 지역 변수의 선언이 지역 스코프 선두로 끌여 올려진 것처럼 동작한다.

var x = 'global';

function foo(){    
  console.log(x);  // local, 선언 시점에서는 undefined
  var x = 'local';
}

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

전역 변수의 생명 주기

함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출없이 실행된다. 전역 코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고, 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다.

전역 코드는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되고 더이상 실행할 문이 없으면 종료한다.
전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. 이는 전역객체의 생명 주기와 일치하는 것을 뜻한다.

전역 객체
자바스크립트에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체다. 전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)는 global 객체를 의미함. 환경에 따라 다양한 식별자가 존재했으나, ES11에서 globalThis로 통일했다.

전역 변수의 문제점

암뭄적 결합 : 전역적으로 선언되어 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용함. 가독성이 나빠지고 상태가 변경될 위험이 있다.
긴 생명 주기 : 메모리 리소스를 오래 차지하고 상태 변환의 기회가 많아짐.
스코프 체인 상에서 종점에 존재 : 전역변수의 검색 속도가 가장 느리기 때문에 속도의 차이가 생김
네임스페이스 오염 : 자스는 파일이 분리 되어도 하나의 전역 스코프를 공유함. 다른 파일에서 동일한 이름의 변수가 존재시 예상치 못한 결과 초래

전역 변수 사용 억제

전역 변수의 무분별한 사용은 다양한 문제를 낳기 때문에 반드시 전역 변수를 사용할 명분이 없다면 지역 변수를 사용한다. 변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

즉시 실행 함수 : 즉시 실행은 단 한번만 호출한다. 모든 코드를 즉시 실행으로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 되기 때문에 전역 변수의 사용을 억제한다..
네임스페이스 객체 : 전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가한다. (유용한 방법X)
모듈 패턴 : 전역 네임스페이스의 오염을 막는 기능은 물론 한정적이지만 정보 은닉을 구현하기 위해 사용한다. 전역 변수 억제 및 캡슐화 구현
ES6 모듈 : 사용하면 전역 변수를 사용할 수 없다. 파일 자체에 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자스 파일은 모듈로 동작한다. 파일 확장자는 .mjs

모듈패턴
클래스를 모방해서 관련있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만드는 패턴이다. 클로저 기반으로 동작한다.

캡술화
객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다. 보통 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용(정보 은닉)

let Counter = (function (){
  // private 변수
  let num = 0;
  
  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환
  return {
    increase(){
      return ++num;
    },
    decrease(){
      return --num;
    }
  }
}());

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

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