전역 변수의 문제점

전역 변수의 무분별한 사용은 위험하다. 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용해야 한다. 이번 장에서는 전역 변수의 문제점과 전역 변수의 사용을 억제할 수 있는 방법을 알아본다.

변수의 생명 주기

지역 변수의 생명 주기

변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖는다. 그리고 언젠가 소멸한다.

즉, 변수는 생물과 유사하게 생성되고 소멸되는 생명 주기(life cycle)이 있다.

변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.

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

foo();
console.log(x);
// ReferenceError: x is not defined (참조 에러)
// why? 로컬 변수는 해당 함수 몸체 내에서만 사용된다

지역 변수 x는 foo 함수가 호출되기 이전까지는 생성되지 않는다. foo 함수를 호출하지 않으면 함수 내부의 변수 선언문이 실행되지 않기 때문이다. '변수 호이스팅'에서 공부했듯이, 변수 선언은 선언문이 어디에 있든 상관없이 런타임 이전에 실행된다.

그런데 엄밀히 말하면 위 설명은 전역 변수에 한정된 것이다. 함수 내부에서 선언한 변수는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 이전에 자바스크립트에 의해 먼저 실행된다.

위 예제의 foo 함수를 호출하면 함수 몸체의 다른 문들이 순차적으로 실행되기 이전에 변수 x의 선언문이 자바스크립트 엔진에 의해 가장 먼저 실행되어 x변수가 선언되고 undefined로 초기화된다.

그 후, 함수 몸체를 구성하는 문들이 순차적으로 실행되기 시작하고 변수 할당문이 실행되면 x 변수에 값이 할당된다. foo 함수가 종료된다면 x 변수 또한 소멸된다.

따라서 함수 내부에서 선언된 지역 변수x는 foo 함수가 호출되어 실행되는 동안에만 유효하다.

즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

하지만, 함수 몸체 내부에 선언된 지역 변수가 함수 보다 오래 생존하는 경우도 있다. 누군가 이 함수 내부 스코프의 값을 참조하고 있는 경우이다. 이 경우에 스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다. 후에 클로저(closer)에서 자세히 살펴본다.

전역 변수로 선언된 x와, foo 함수 내부 몸체에 선언된 변수 x가 있다. foo()를 호출하면 어떤 답이 나올까?

var x = "global";

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

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

① undefined

why? 변수 호이스팅에 의해 x가 선언은 되지만 값의 할당은 런타임에 이루어지기 때문에 foo 함수가 호출되기 전까지는 함수 몸체 내부를 인식하지 않는다.

이처럼 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.

전역 변수의 호이스팅은 전역 변수의 선언이 전역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작한다.

따라서 전역 변수는 전역 전체에서 유효하다. 지역 변수의 호이스팅은 지역 변수의 선언이 지역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작한다. 따라서 지역 변수는 함수 전체에서 유효하다.

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

전역 변수의 생명 주기

함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다. 전역 코드는 함수 호출과 같이 전역 코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다.

① 함수는 함수 몸체의 마지막 문 또는 반환문이 실행되면 종료한다.

하지만 ② 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다. 브라우저 환경에서 전역 객체는 window이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다. 전역 객체 window는 웹피이지를 닫기 전까지 유효하다.

따라서 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 웹피이지를 닫을 때까지 유효하다.

전역객체

전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다 먼저 생성되는 특수한 객체이다.

전역 객체는 브라우저에서는 window, Node.js에서는 global 객체를 의미한다.

환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자가 존재했으나 ES11에서 globalThis 로 통일되었다.

전역 변수의 문제점

1. 암묵적 결합
2. 긴 생명 주기
3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재
4. 네임스페이스 오염

최대한 사용하지 않는 편이 좋다.

① 암묵적 결합

전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다. 이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합(implict coupling) 을 허용하는 것이다.

변수의 유효 범위(스코프)가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

② 긴 생명 주기

전역 변수는 생명 주기가 길다. 따라서 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다. 또한 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다. 변수 이름이 중복되기라도 한다면 의도치 않은 재할당이 이뤄지기도 한다.

var x = 1;

// ... 수십 수백개의 코드

// 변수의 중복 선언. 기존 변수에 값을 재할당한다.
var x = 100;
console.log(x); // 100 의도와 달리 x가 1을 가지게 되었다.

③ 스코프 체인 상에서 종점에 존재

전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다. 이는 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 말한다. 즉, 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다. 검색 속도의 차이는 그다지 크지 않지만 속도의 차이는 분명히 있다.

④ 네임스페이스 오염

자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다. 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

a.js
b.js
c.js

파일이 각각 존재할 때,

var x = 'global' 이라는 전역 변수를 선언하면 다른 파일에서도 모두 해당 전역 변수 또는 함수를 공유한다.