[JavaScript] 전역 변수 vs 지역 변수

1. 변수의 생명 주기

1-1. 전역 변수

• 전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다.

• 전역 변수의 선언문은 선언문이 어디에 있는 상관 없이 가장 먼저 실행된다.
  (코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임이 아닌 런타임 이전 단계에서 JS 엔진에 의해 먼저 실행된다.)

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

• 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.

전역 객체

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

• 전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다.

• 환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자(window, self, this, frames, global)이 존재했으나 ES11에서 globalThis로 통일되었다.

• 전역 객체는 표준 빌트인 객체(Object, String, Number, Function, Array 등)과
  환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 Web API 또는 Node.js의 호스트 API),
  그리고 var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

• 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 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.

1-2. 지역 변수

• 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.
  (함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.)

• 함수 내부에서 선언한 변수는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 실행되기 이전에 먼저 실행된다.

• 함수가 종료하면 지역 변수도 소멸되어 생명 주기가 종료된다.

• 클로저: 함수 내부에서 선언된 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 대부분 일치하지만, 지역 변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다.
  (일반적으로 함수가 종료하면 함수가 생성한 스코프도 소멸하지만, 누군가가 스코프를 참조하고 있다면 스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다.)

• 변수의 생명 주기는 메모리 공간이 확보된 시점부터 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점까지다.

• 함수는 함수 몸체의 마지막 문 또는 반환문이 실행되면 종료한다.

2. 전역 변수의 문제점

2-1. 암묵적 결합

implicit coupling

• 전역 변수를 선언한 의도는 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다.

• 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하는 것이다.

• 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

2-2. 긴 생명 주기

• 전역 변수는 생명 주기가 길다.

• 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.

• var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로, 변수 이름이 중복될 가능성이 있어 의도치 않은 재할당이 이뤄질 수 있다.

2-3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재

• 전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다.

• 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다.

• 검색 속도의 차이는 그다지 크지 않지만 가장 느리다.

2-4. 네임스페이스 오염

• 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다.

• 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

3. 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

3-1. 즉시 실행 함수

(function() {
	var aaa = 10;
}());
console.log(aaa); // ReferenceError: foo is not defined

• 함수의 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출된다.

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

3-2. 네임스페이스 객체

var MYAPP = {};
MYAPP.name = "juhee";
console.log(MYAPP.name); // juhee

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

• 네임스페이스를 분리해서 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나, 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용하지는 않다,,,,,

3-3. 모듈 패턴

var Counter = (function() {
  
  							// private 멤버
                            var num = 0; 
  
  							// public 멤버
  							// 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환한다.
                            return {
                                      increase() { return ++num;},
                                      decrease() { return --num;}
                         		   };
  
						}());

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

• 모듈 패턴은 JS의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다.

• 모듈 패턴은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있다.

캡슐화

encapsulation

• 캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.

• 정보 은닉: 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 한다.

3-4. ES6 모듈

• ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.

• ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.

• 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며, window 객체의 프로퍼티도 아니다.

• script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 JS 파일은 모듈로서 동작한다.

• 모듈의 확장자는 mjs를 권장한다.