전역 변수의 문제점 (14)

늘보·2021년 7월 10일

hoisting javascript deep dive

Javascript Deep Dive

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이 내용은 '모던 Javascript Deep Dive'(이웅모 님) 책의 내용을 제 생각과 함께 정리한 글입니다.

틀린 내용 혹은 수정이 필요한 내용이 있다면 말씀해주시면 감사하겠습니다.

전역 변수의 무분멸한 사용은 위험하다. 이번 장에서는 전역 변수의 문제점과 전역 변수의 사용을 억제할 수 있는 방법을 찾아보자.

변수의 생명주기

지역변수의 생명주기

변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 가진다. 그리고 언젠가 소멸한다.
즉, 변수는 생물과 유사하게 생성되고 소멸되는 생명 주기가 있다.

변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.

전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명주기와 같다.
지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.

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

이는 스코프도 마찬가지다. 누군가 스코프를 참조하고 있으면 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.
일반적으로 함수가 종료하면 생성한 스코프도 소멸한다.

하지만 누군가가 스코프를 참조하고 있다면?

스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다. 이에 대해서는 24장 "클로저"에서 자세히 살펴보도록 하자.

예제 하나를 풀어보자. 다음 예제의 1에서 출력되는 값은 무엇인가?

var x = 'global';

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

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

답은 undefined다. foo 함수 내부에서 선언된 지역변수 x는 1보다 이른 시점에 이미 선언되었고 undefined로 초기화 되어 있기 때문이다.
이처럼 호이스팅은 스코프 단위로 동작한다.

전역 변수의 호이스팅은 전역 변수의 선언이 전역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작한다.
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 JS 고유의 특징을 말한다.

지역변수의 생명주기

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. (21장에서 자세히 다룬다)
이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명주기와 일치한다는 말이 된다.

브라우저 환경에서의 전역 객체는 window이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 벼수는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하다.

전역 변수의 문제점

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(implicit coupling)을 허용하는 것이다.

긴 생명주기

전역 변수는 생명 주기가 길다. 따라서 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.
더욱이 var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있다. 변수 이름이 중복되면 의도치 않은 재할당이 이뤄진다.

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 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.

네임스페이스 오염

JS의 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.

전역 변수의 사용을 억제하는 방법

전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용해야 한다. 변수의 스코프는 좁으면 좁을수록 좋다.

전역 변수의 사용을 억제할 수 있는 몇 가지 방법을 알아보자.

네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스(namespace) 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

네임 스페이스 객체에 또 다른 네임 스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 네임스페이스를 계층적으로 구성할 수도 있다.
네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용하진 않은 것 같다.

모듈 패턴

모듈 패턴을 이해하려면 클로저를 먼저 이해해야 한다. 이는 나중에 살펴보도록 하자.

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

위 예제의 즉시 실행 함수는 객체를 반환한다. 이 객체에는 외부에 노출하고 싶은 변수나 함수를 담아 반환한다.
이 때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 퍼블릭 멤버(Public Member)다.
외부로 노출하고 싶지 않는 변수나 함수는 반환하는 객체에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 프라이빗 멤버(Private Member)가 된다.
이에 대해서는 24장 "클로저"에서 자세히 살펴보도록 하자.

ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.
ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.
따라서 모듈 내에서 var 키워도르 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.
script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 JS 파일은 모듈로서 동작한다. 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다.

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

ES6 모듈은 IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, 브라우저의 ES6 모듈 기능을 사용하더라도 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 아직까지는 브라우저가 지원하는 ES6 모듈 기능보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.
모듈 번들러, 웹팩 등에 관한 내용은 48, 40장에서 알아보기로 하자.