JS Deep Dive - 클로저

개요

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클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.

const x = 1;

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

const x = 1;

function outerFunc() {
  const x = 10;
  innerFunc();
}

function innerFunc() {
  cosole.log(x); // 1
}

outerFunc();

이 두함수의 x 출력값이 다르게 나오는 이유는 자바스크립트가 렉시컬 스코프를 따르는 프로그래밍 언어이기 때문이다.

렉시컬 스코프

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자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라 한다.

렉시컬 환경의 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경(위치)에 의해 결정된다. 이것이 바로 렉시컬 스코프다.

함수 객체의 내부 슬롯[[Environment]]

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함수는 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장한다.

const x = 1;

function foo() {
  const x = 10;
  
  // 상위 스코프는 함수 정의 환경(위치)에 따라 결정된다.
  // 함수 호출 위치와 상위 스코프는 아무런 관계가 없다.
  bar();
}

// 함수 bar는 자신의 상위 스코프, 즉 전역 렉시컬 환경을 [[Environment]]에 저장하여 기억한다.
function bar() {
  console.log(x);
}

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

클로저와 렉시컬 환경

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클로저 예제

const x = 1;

function outer() {
  const x = 10;
  const inner = function () { console.log(x); };
  return inner;
}

// outer 함수를 호출하면 중첩 함수 inner를 반환한다.
// 그리고 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 제거된다.
const innerFunc = outer();
innerFunc(); // 10

외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를 클로저라고 부른다.

• 상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 함수는 클로저가 아니다.

클로저의 활용

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클로저는 상태(state)를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.

즉, 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용한다.

// 카운트 상태 변수
let num = 0;

// 카운트 상태 변경 함수
const increase = function () {
  // 카운트 상태를 1만큼 증가시킨다.
  return ++num;
};

console.log(increase()); // 1
console.log(increase()); // 2
console.log(increase()); // 3

해당 코드는 아래 두가지 사항을 고려해야 한다.
1. 카운트 상태(num 변수의 값)는 increase 함수가 호출되기 전까지 변경되지 않고 유지되어야 한다.
2. 이를 위해 카운트 상태(num 변수의 값)는 increase 함수만이 변경할 수 있어야 한다.

이를 클로저를 활용하여 적용해보면

const counter = (function () {
  // 카운트 상태 변수
  let num = 0;
  
  // 클로저인 메서드를 갖는 객체를 반환한다.
  // 객체 리터럴은 스코프를 만들지 않는다.
  // 따라서 아래 메서드들의 상위 스코프는 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경이다.
  return {
    // num: 0, // 프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않는다.
    increase() {
      return ++;
    },
    decrease() {
      return num > 0 ? --num : 0;
    }
  };
}());

console.log(counter.increase()); // 1
console.log(counter.increase()); // 2

console.log(counter.decrease()); // 1
console.log(counter.decrease()); // 0

그래서 클로저 왜쓰는데?? 🤔

• 클로저 함수는 외부에서 상태(num)을 임의로 변경할 수 없고, 접근할 수 없다.
• 오직 함수 또는 객체의 프로퍼티를 호출함으로써 상태를 변경시킬 수 있기 때문에, 유지보수에 용이하다.
• react의 useState, state를 생각하면 이해하기 쉬울 것 같다.

심화 예제

// 함수를 반환하는 고차 함수
// 이 함수는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 counter를 기억하는 클로저를 반환한다.
const counter = (function () {
  // 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수
  let counter = 0;
  
  // 함수를 인수로 전달받는 클로저를 반환
  return function (aux) {
    // 인수로 전달받은 보조 함수에 상태 변경을 위임한다.
    counter = aux(counter);
    
    return counter;
  };
}());

// 보조 함수
function increase(n) {
  return ++n;
}

// 보조 함수
function decrease(n) {
  return --n;
}

// 보조 함수를 전달하여 호출
console.log(counter(increase)); // 1
console.log(counter(decrease)); // 0

캡슐화와 정보 은닉

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캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.

const Person = (function () {
  let _age = 0; // private
  
  // 생성자 함수
  function Person(name, age) {
    this.name = name;
    _age = age;
  }
  
  // 프로토타입 메서드
  Person.prototype.sayHi = function () {
    console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}.`);
  }
  
  // 생성자 함수를 반환
  return Person;
}());

const me = new Person('Lee', 20);
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee. I am 20.
console.log(me.name); // Lee
console.log(me._age); // undefined

자주 발생하는 실수

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var funcs = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  func[i] = function () { return i; };
}

for (var j = 0; j < funcs.length; j++) {
  console.log(funcs[j]());
}

바로된 예제

var funcs = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  func[i] = (function (id) { 
    return function () {
      return id;
    };
  }(i));
}

for (var j = 0; j < funcs.length; j++) {
  console.log(funcs[j]());
}