[Deep Dive] 클로저

🌼24. 클로저

클로저는 난해하기로 유명한 자바스크립트의 개념 중 하나이지만 자바스크립트의 고유의 개념은 아니다. 함수를 일급 객체로 취급하는 함수형 프로그래밍 언어에서 사용되는 중요한 특성이다. outerFunc 함수 내부에서 선언된 innerFunc는 outerFun의 변수에 접근할 수 있는데 이러한 현상이 발생하는 이유는 자바스크립트가 렉시컬 스코프를 따르는 프로그래밍 언어이기 때문이다.

const x = 1;

function outerFunc() {
  const x = 10;
  function innerFunc() {
    console.log(x); //10
  }
  
  innerFunc();
}

outerFunc();

🌼24.1 렉시컬 스코프

자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라 한다. 아래 예제의 foo 함수와 bar 함수는 모두 전역에서 정의된 전역 함수다. 함수의 상위 크소프는 함수를 어디서 정의했느냐에 따라 결정되므로 foo 함수와 bar 함수의 상위 스코프는 전역이다. 함수를 어디서 호출하는지는 함수의 상위스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 못한다. 즉, 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경(위치)에 의해 결정된다. 이것이 바로 렉시컬 스코프다.

const x = 1;

function foo() {
  const x = 10;
  bar();
}

function bar() {
  console.log(x);
}

foo(); //1 
bar(); //1 

🌼24.2 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]

함수가 정의된 환경(위치)과 호출되는 환경(위치)은 다를 수 있다. 따라서 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 자신이 호출되는 환경과는 상관없이 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프(함수 저의가 위치하는 환경)를 기억해야 한다. 이를 위해 함수는 자신의 내부 슬록에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장한다. 이때 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다. 즉 함수 객체의 내부 슬롯에 저장된 렉시컬 환경의 참조는 바로 함수의 상위 스코프를 의미한다.

🌼24.3 클로저와 렉시컬 환경

외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를 클로저라고 부른다. 자바스크립트의 모든 함수는 자신의 상위 스코프를 기억한다. 모든 함수가 기억하는 상위 스코프는 함수를 어디서 호출하든 상관없이 유지된다. 따라서 함수를 어디서 호출하든 상관없이 함수는 언제나 자신이 기억하는 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있으며 식별자에 바인딩된 값을 변경할 수도 있다.

자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저다. 하지만 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지는 않는다. 상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 내부 함수는 모던 브라우저의 최적화를 통해 상위 스코프를 기억하지 않는다. 참조하지도 않는 식별자를 기억하는 것은 메모리 낭비이기 때문이다. 클로저는 중첩 함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정하는 것이 일반적이다.

클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수를 자유 변수(free variable)라고 부른다. 클로저란 함수가 자유 변수에 대해 닫혀있다라는 의미다. "자유 변수에 묶여있는 함수"라고 할 수 있다.

//클로저라고 하지 않는다.
function foo() {
  const x = 1;
  
  //상위 스코프의 식별자를 참조하지 않는다.
  function bar() {
    const z = 3;
    debugger;
    console.log(z);
  }
  return bar();
}

function foo() {
  const x = 1;
  
  //bar는 클로저였지만 곧바로 소멸하며 외부로 반환되지 않는다.
  //클로저라고 하지 않는다.
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  bar();
}

foo();

function foo() {
  const x = 1;
  
  //클로저
  //외부 함수보다 더 오래 유지되며 상위 스코프의 식별자를 사용한다.
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  return bar();
}

const bar = foo();
bar();

🌼24.4 클로저의 활용

클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다. 일반적으로 변수 값은 누군가에 의해 언제든지 변경될 수 있어 오류 발생의 근본적 원인이 될 수 있다. 외부 상태 변경이나 가변 데이터를 피하고 불변성을 지향하는 함수형 프로그래밍에서 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안전성을 높이기 위해 클로저는 적극적으로 사용된다.

🌼24.5 캡슐화와 정보 은닉

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 공개되지 않도록 감추어 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체간의 상호 의존성, 즉 결합도를 낮추는 효과가 있다.