14. 전역 변수의 문제점

전역 변수의 무분별한 사용은 위험 하다.
전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용하자.

📌 14.1 변수의 생명주기

▶️ 지역 변수의 생명 주기

• 변수 : 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 가지며, 언젠가 소멸된다.
    → 변수의 생명주기life cycle
    if) 변수에 생명주기가 없다면? 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.

• 변수는 자신이 선언된 위치 에서 생성되고, 소멸한다.

  • 전역 변수의 생명 주기 == 애플리케이션의 생명 주기
  • 지역 변수의 생명 주기 == 함수가 호출되면 생성, 함수가 종료하면 소멸

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

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

• 변수 선언 : 선언문이 어디에 있든 상관 없이 가장 먼저 실행
    → 런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.
     : 전역 변수에 한정된 내용
• 함수 내부에서 선언한 변수
    → 함수가 호출된 직후 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 이전, 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.
     : 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치하다.

다만 지역변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다.

• 변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름이다.
  • 변수의 생명 주기 : 메모리 공간이 확보된 시점 ~ 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점까지

함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다.
변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효하다.
할당된 메모리 공간은 더 이상 그 누구도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다.

• 누군가 메모리 공간을 참조하고 있는 경우 : 해제되지 않고 확보된 상태로 남아있다.
• 누군가 스코프를 참조하고 있는 경우 : 소멸하지 않고 생존한다.

💡 Quiz

다음 1에서 출력되는 값을 무엇인가?

var x = 'global';

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

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

⭕️ Answer

• 답 : undefined
  호이스팅은 스코프 단위로 동작한다.
• 전역 변수의 호이스팅 : 전역 변수의 선언이 전역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작
  • 전역 변수 : 전역 객체에서 유효
• 지역 변수의 호이스팅 : 지역 변수의 선언이 지역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작
  • 지역 변수 : 함수 전체에서 유효

호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 말한다.

▶️ 전역 변수의 생명 주기

• 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다.

• 전역 코드는 함수 호출과 같이 전역 코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고, 코드가 로드되자마자 곧바로 해석 및 실행된다.

• 함수와 달리, 전역코드는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.
  
  

• var 키워드로 선언한 전역변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되어, 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명주기와 일치하는 것을 말한다.

  • var 키워드로 선언한 변수 : 전역 코드 종료 시까지 소멸되지 않으므로, 사용하지 않아도 메모리를 사용하고 있어 메모리가 낭비된다.

📌 전역 변수의 문제점

• 암묵적 결합

  • 전역 변수를 선언한 의도 : 전역, 즉 코드를 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다.
  • 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합implicit coupling을 허용하는 것이다.
  • 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고, 의도치 않게 상태가 변경되는 위험성도 높아진다.

• 긴 생명주기

  • 전역 변수는 생명주기가 길다.
    • 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.
  • 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간이 길며, 기회도 많다.
    • var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하기에, 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있다.
    • 이에 따라 의도치 않은 재할당이 이뤄질 수 있다.

var x = 1;

// ...

// 변수의 중복 선언. 기존 변수에 값을 재할당한다.
var x = 100;
console.log(x); // 100

• 스코프 체인 상에서 종점에 존재

  • 전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재하기에 변수 검색 시 가장 마지막에 검색된다.
    • 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.
  • scope chain 이해하기
    

• 네임스페이스 오염

  • 자바스크립트의 문제점 중 하나 : 파일이 분리되어 있어도 하나의 전역 스코프를 공유
    • 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우, 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

📌 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못할 경우 지역 변수를 사용해야 한다.
변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

▶️ 즉시 실행 함수

모든 코드를 즉시 실행 함수로 감쌀 경우 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 네임 스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고, 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다.

var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체
MYAPP.name = 'Lee';

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

var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체

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

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

▶️ 모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해 관련 있는 변수 및 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 생성한다.
모듈 패턴은 자바스크립트의 클로저를 기반으로 동작한다.

• 전역 변수의 억제 & 캡슐화 구현 가능

  • 캡슐화(capsulation) : 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조 & 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것
    • 객체 특정 프로퍼티 or 메소드를 감출 목적으로 사용되기도 하며, 이를 정보 은닉 이라 한다.

• 객체 지향 프로그래밍 언어에서의 클래스 멤버 접근 제한자

  • public, private, protected, ... : 공개 범위 한정 접근 제한자
    • public : 외부에서 접근 가능
    • private : 내부에서만 사용

• 자바스크립트에는 위와 같은 접근 제한자가 없다.

var Counter = (function () {
  // private 변수
  var num = 0;

  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환한다.
  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.increase()); // 2
console.log(Counter.decrease()); // 1
console.log(Counter.decrease()); // 0

▶️ ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.
  → ES6 모듈이 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공하기 때문이다.

• type="module" 어트리뷰트 추가 시 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.

<script type="module" src="lib.mjs"></script>
<script type="module" src="app.mjs"></script>

🧐 변수 별 스코프 한 눈에 보기