13장 스코프

13.1 스코프란?

• 모든 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이것을 스코프라고 한다. 즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말함

'코드가 어디서 실행되며 주변에 어떤 코드가 있는지'를 렉시컬 환경이라고 부른다. 즉, 코드의 문맥은 렉시컬 환경으로 이뤄진다. 이것을 구현한 것이 실행 컨텍스트이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다.

13.2 스코프의 종류

• 코드는 전역과 지역으로 구분

전역과 전역 스코프

• 전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 의미.
• 전역은 전역 스코프를 만들고, 전역에 변수를 선언하면 전역 스코프를 갖는 전역변수가 된다.
• 전역 변수는 어디서든지 참조할 수 있다.

지역과 지역 스코프

• 지역이란 함수 몸체 내부를 의미.
• 지역은 지역 스코프를 만들고,지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역변수가 된다.
• 지역변수는 자신이 선언된 지역과 하위 지역(중첩함수)에서만 참조할 수 있다.
• 즉, 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

13.3 스코프 체인

• 스코프가 계층적으로 연결된 것이 스코프 체인
• 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.
• 자밧크립트 엔진은 코드를 실행하기 전에 렉시컬 환경을 생성하고, 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 렉시컬환경에 키로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 렉시컬 환경의 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.

스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성되고 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

스코프 체인에 의한 변수 검색

• 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프로 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색
• 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다.
• 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 의미

함수 레벨 스코프

• 지역은 함수 몸체 내부를 말하고 지역스코프를 만든다, 이 말은 코드 블록이 아닌 함수에 의해서만 지역 스코프가 생성된다는 의미
• 함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록(if, for, while 등)에서 지역스코프를 만드는 특징을 가진 스코프를 블록레벨 스코프라 한다.
• var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이를 함수 레벨 스코프라 한다.

렉시컬 스코프

1. 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정
2. 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정(<-js)

• 1번 방식을 동적스코프라 한다. 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하므로 동적스코프라 불린다.
• 2번 방식을 레시컬 스코프 또는 정적스코프라 한다. 동적스코프와 달리 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적스코프라 불린다.
• 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
• 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다. 즉, 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.
• 함수 정의(함수 선언문 or 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

14장 전역 변수의 문제점

변수의 생명 주기

지역 변수의 생명주기

• 변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖는다, 그리고 언젠가 소멸한다.
• 변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.
• 변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.
• 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.
• 변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름이다. 그러므로 변수의 생명 주기는 메모리 공간이 확보된 시점부터 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점까지다.
• 함수 내부에서 선언된 지역변수는 함수가 생성한 스코프에 등록되고, 함수가 생성한 스코프는 렉시컬 환경에 등록된다. 따라서 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효하다.
• 할당된 메모리 공간은 더 이상 그 누구도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다.
• 누군가 스코프를 참고하고 있으면 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.
  • 함수가 종료하면 함수가 생성한 스코프도 소멸한다, 하지만 누군가가 스코프를 참조하고 있다면 스코프는 해제되지 않고 생존하게 된다. (클로저)

var x = "global";

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

전역 변수의 생명 주기

• 함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다.
• var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다.
• 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.
• 브라우저 환경에서 전역 객체는 window, 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다.
• var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기가 일치.

전역 변수의 문제점

• 암묵적 결합
  • 전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 의미
  • 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하는 것.
• 긴 생명 주기
  • 전역 변수는 생명 주기가 길다, 그러므로 메모리 리소스도 오랜 기간 소비함.
• 전역변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재
  • 전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다. 이 의미는 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 의미.
  • 즉, 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.
• 네임스페이스 오염
  • 자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것.
  • 그러므로 동일한 이름으로 명명된 전역 변수, 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재하면 의도치 않게 값이 바뀔 수 있다.

전역 변수의 사용을 억제하는 방법

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

즉시 실행 함수(라이브러리 등에 자주 사용)

• 함수 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출된다.
• 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.

(function(){
  var foo = 10; // 즉시 실행 함수의 지역 변수
}())

console.log(foo) // error

네임스페이스 객체

• 전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가
• 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나 객체 자체가 전역변수에 할당되므로 유용하진 않음

// 1번 방법
var Sim ={};
Sim.name='Sim Chae Woon';

// 2번 방법
var App ={};
App.person = {
  name : 'Sim',
  age : 26
};
console.log(App.person.name);

모듈 패턴

• 모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.
• 모듈 패턴은 자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다.
• 모튤 패턴의 특징은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있는 것
• 캡슐화 : 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것. 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉이라 한다.
• 외부에 노출하고 싶은 변수나 함수를 담아 반환한다. 이때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 public member다. 외부로 노출하고 싶지 않은 변수나 함수는 반환하는 객체에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 private member가 된다.

var Counter = (function(){
var num =0 // private 변수
// 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환
return {
  increase(){
   return ++num 
  }
  decrease(){
   return --m
  }
}())

console.log(Counter.num) // undefined
console.log(Counter.increase()) // 1
console.log(Counter.increase()) // 2
console.log(Counter.decrease()) // 1

ES6 모듈

• ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.
• ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.
• script 태그에 type='module' 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다. 모듈의 파일 확장자는 mjs 권장
• ES6 모듈은 IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, 브라우저 ES6 모듈 기능을 사용하더라도 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적

<script type="module" src="파일 경로"></script>