전역 변수의 문제점

1. 변수의 생명 주기

1) 지역 변수의 생명 주기

변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.

전역 변수는 애플리케이션의 생명 주기와 같다.
지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.

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

foo();
console.log(x); // ReferenceError: x is not defined

위의 코드 예제에서 지역변수 x는 함수 foo가 호출되기 전에는 생성되지 않는다.
함수 내부의 변수 선언문이 실행되지 않기 때문이다.

-1- 함수 내 변수 선언은 언제 이뤄지는가?

변수의 선언 시점은 런타임 이전인 코드 평가 단계에서 호이스팅을 통해 최상단에서 이뤄진다.
함수 내부의 변수 선언은 런타임시 함수가 동작하며 코드 평가가 이뤄지기 떄문에, 함수가 호출되어 내부가 코드 평가 되는 시점에 변수 선언이 이뤄진다.

즉, 지역변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

단, 지역변수가 함수보다 오래 생존하는 경우가 존재하며, 이를 클로저라고 한다.
클로저와 관련한 내용은 차후 파트에서 상세히 다룰 예정이다.

변수는 값을 저장하기 위해 메모리 공간을 확보 한 시점부터 메모리 공간이 해제 되어 메모리 풀에 반환되는 시점까지를 의미한다.

함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다. 이를 렉시컬 스코프 라고 부르며, 이 렉시컬 스코프가 메모리에서 소멸될 때까지 변수는 유효 하다.

할당된 메모리 공간은 어느 것도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터 에 의해 해제되어 메모리 풀에 반환된다. 다시 이야기하면, 참조하고 있다면 메모리 공간은 확보된 상태 로 남아있게된다.

일반적으로는 함수가 종료하면 함수가 생성한 스코프로 소멸하지만, 스코프가 참조되고 있다면 해당 스코프는 해제되지 않고 생존한다. 이를 앞서 이야기한 클로저 라고 한다.

-2- 호이스팅의 발생 범위

코드 평가 가 이뤄질 때 변수 선언을 진행하며, 이때 호이스팅도 함께 이뤄진다.
따라서, 호이스팅은 스코프 단위로 동작한다.

2) 전역 변수의 생명 주기

전역 코드는 애플리케이션이 로드되어 코드가 로드 되면 바로 실행 되며, 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료 한다.

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 의 프로퍼티가 된다.
이는, 전역 변수의 생명주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.

-1- 전역 객체

코드가 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 가장 먼저 생성되는 특수한 객체 이다.
클라이언트 사이드 환경(브라우저) 에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다.

환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자(window, self, this, global)가 존재하였으나, ES11 에서는 globalThis 로 통일되었다.

전역 객체는 표준 빌트인 객체(Object, String, Number, Function, Array, ... )와 환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 Web API 또는 Node.js의 호스트 API) 그리고, var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

2. 전역 변수의 문제점

암묵적 결합

전역 변수를 사용할 경우 코드 어디에서든 참조하고 할당할 수 있다.
이는 암묵적 결합 을 허용하는 것으로, 상태가 의도하지 않게 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

긴 생명 주기

전역 변수는 애플리케이션이 종료될 때 함께 소멸되므로, 메모리 리소스도 오랜 기간동안 소비한다.
또한, 의도치 않게 변수 이름이 중복되어 의도치 않는 재할당이 이뤄질 수도 있다.

var x = 1;
// ...
var x = 100;

console.log(x); // 100

스코프 체인 상에서 종점에 존재한다.

자바스크립트는 스코프 체인을 통해 값을 찾아가는데, 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 의미한다.
그렇기 때문에 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.

네임스페이스 오염

자바스크립트는 하나의 전역 스코프를 공유하기 때문에 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 스코프 내에 존재할 경우 예상하지 못한 결과를 가져올 수 있다.

3. 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

지역 변수를 적극적으로 사용한다. (변수의 스코프는 좁을수록 좋다.)

1) 즉시 실행 함수

즉시 실행 함수는 함수 정의와 동시에 호출되어, 단 한번만 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); // ReferenceError: foo is not defined

2) 네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고, 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방식이다.

var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체
MYAPP.name = `Lee`;

console.log(MYAPP.name); // Lee

네임스페이스 객체에 또 다른 네임스페이스 객체를 추가해서 계층으로 구성할 수도 있다.

...
MYAPP.person = {
	name: `Lee`,
    age: 30
}

console.log(MYAPP.person.name); // name

식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나, 이 또한 전역 변수에 해당되므로 유용한 방법은 아니다.

3) 모듈 패턴

즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만들 수 있다.
전역 변수의 억제 및 캡슐화도 할 수 있다는 점에서 강점이 있다.

var Counter = (function (){
	// private 변수
	var num = 0;
    
    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.increase()); // 3
console.log(Counter.decrease()); // 2

즉시 실행 함수의 결과로 반환되는 객체는 외부로 노출되는 퍼블릭 멤버 이며, 함수 내부에 존재하는 변수는 프라이빗 멤버이다.

4) ES6 모듈

ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공하며, 이에 따라 var 키워드 로 변수를 선언하더라도 전역변수로 처리되지 않는다.
type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.

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

ES6 모듈을 사용하기 위해서는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.