자바스크립트 기술면접 3편

Genie·2021년 6월 2일

스코프란?

모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 자신이 유효한 범위인 스코프가 결정된다. 즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위 또는 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이다.

식별자 결정(identifier resolution)

자바스크립트 엔진이 스코프 체인을 통해 참조할 변수를 검색(결정)하는 것

스코프 개념이 없다면?

같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다. 스코프가 존재하기 때문에 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 네임스페이스이다.

전역 스코프 vs 지역 스코프

전역 스코프: 코드의 가장 바깥 영역, 전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역 변수가 된다. 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

지역 스코프: 지역이란 함수 몸체 내부를 말한다. 지역에 변수를 선언하면 지역 변수가 되고, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

스코프 체인

모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결되며, 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프이다. 이렇게 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다. 스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다.

ex) 전역 스코프 ← outer 함수 지역 스코프 ← inner 함수 지역 스코프

변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색(identifier resolution)한다. 이를 통해 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서도 참조할 수 있지만, 하위 스코프에서 선언한 변수는 상위 스코프에서 참조할 수 없다.

렉시컬 환경

스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다. 자바스크립트 엔진은 코드를 실행하기 앞서 렉시컬 환경을 실제로 생성한다. 스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

함수 레벨 스코프 vs 블록 레벨 스코프

함수 레벨 스코프: 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정 ⇒ var 키워드

블록 레벨 스코프: 함수 몸체 뿐만아니라 모든 코드 블록을 지역 스코프로 인정 ⇒ let , const 키워드

동적 스코프 vs 렉시컬 스코프(정적 스코프)

동적 스코프: 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정
렉시컬 스코프(정적 스코프): 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프가 정적으로 결정 ⇒ JS

자바스크립트는 이렇게 정의된 상위스코프를 기억한다. 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다. 함수 선언문으로 정의된 함수는 소스코드 평가과정에서 먼저 평가되어 함수 객체를 생성하고, 상위 스코프를 기억한다.

변수의 생명주기(life cycle)

전역 변수의 생명주기는 애플리케이션의 생명주기와 같다. 함수 몸체 내부에서 선언된 지역 변수의 생명주기는 함수의 생명주기와 대부분 일치하지만 지역 변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다.

전역 변수의 문제점

전역 변수를 사용하면 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용한다는 것이다. 변수의 유효 범위가 커지면 코드의 가독성은 나빠지고, 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.
전역 변수는 생명주기가 길다. 따라서 메모리 리소스도 오랜기간 소비한다. 또한 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고, 기회도 많다.
전역 변수는 스코프 체인 상 종점에 존재하기 때문에 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.
JS의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다. 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름의 전역 변수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.(네임 스페이스 오염)

전역 변수의 사용을 억제하는 방법

즉시 실행 함수
네임스페이스 객체
모듈 패턴: 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다. 모듈 패턴은 자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다. 모듈 패턴의 특징은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있다는 것이다.
ES6 모듈

캡슐화와 정보은닉

캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다. 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉이라 한다.

정보 은닉은 외부에 공개할 필요가 없는 구현의 일부를 외부에 공개하지 않도록 감추어 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성, 즉 결합도(coupling)을 낮추는 효과가 있다.

ES6 모듈

ES6 모듈은 파일 자체에 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. 즉, 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다. ES6 모듈은 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, ES6 모듈 기능을 사용하더라도 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 아직까지는 브라우저가 지원하는 ES6 모듈 기능보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.

var 키워드로 선언한 변수의 문제점

변수 중복 선언이 가능하기 때문에 의도치 않게 먼저 선언된 값이 변경되는 부작용이 발생한다.
함수 코드 블록만을 지역 스코프로 인정한다. 함수 레벨 스코프는 전역 변수를 남발할 가능성을 높인다. 이로 인해 의도치 않게 전역 변수가 중복 선언되는 경우가 발생한다.
변수 호이스팅에 의해 var 키워드로 선언한 변수는 선언문 이전에 참조할 수 있고, undefined를 반환한다. 이는 가독성을 떨어뜨린다.

let 키워드

변수 중복 선언이 금지된다. 만약 변수를 중복 선언하면 Syntax Error가 발생한다.
모든 코드 블록을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다.
변수 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다. 변수 선언문 이전에 참조하면 Reference Error가 발생한다. var 키워드로 선언한 변수는 선언단계와 초기화 단계가 한번에 진행된다. let 키워드로 선언한 변수는 선언단계와 초기화 단계가 분리되어 진행된다. 즉, 런타임 이전에 선언단계가 먼저 실행 되지만, 초기화 단계는 변수 선언문에 도달했을 때 실행된다. let 키워드로 선언한 변수는 스코프의 시작 지점부터 초기화 시작 지점까지 변수를 참조할 수 없다. 이 구간을 일시적 사각지대(Temporal Dead Zone, TDZ)라 한다.

const 키워드

(let 키워드와 대부분 동일하므로 다른점 중심으로 살펴보자면)

const 키워드로 선언한 변수는 반드시 선언과 동시에 초기화해야 한다.
const 키워드로 선언한 변수는 재할당이 금지된다.
const 키워드로 선언된 변수에 객체를 할당한 경우, 값을 변경할 수 있다.

내부 슬롯과 내부 메서드

자바스크립트 엔진의 구현 알고리즘을 설명하기 위해 ECMAScript 사양에서 사용하는 의사 프로퍼티, 의사 메서드이다. 하지만, 개발자가 직접 접근할 수 있도록 외부에 공개된 프로퍼티는 아니다. 하지만 일부 내부 슬롯과 내부 메서드에 한하여 간접적으로 접근할 수 있는 수단을 제공하기는 한다.