Javascript Deep Dive -24장 (클로저)

김명성·2022년 3월 17일
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Javascript Deep dive (完)

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클로저 Closure

클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.

함수 코드 평가때 함수 실행 컨텍스트를 만드는데. 함수 실행 컨텍스트는 렉시컬 환경과 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 이루어 진다고 배웠다. 렉시컬 환경이란 지역변수,arguments 객체,매개변수를 등록하고, 관리하는 함수 환경 레코드와 상위 스코프를 지칭하는 렉시컬 환경에 대한 참조로 이루어 져 있다.
const x = 1;

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

outerFunc();
outerFunc 함수 내부에서 중첩함수 innerFunc가 정의되고 호출되었다. 이때 중첩 함수 innerFunc의 상위 스코프는 외부 함수 outerFunc의 스코프다. 따라서 중첩 함수 innerFunc 내부에서 자신을 포함하고 있는 외부 함수 outerFunc의 변수 x에 접근할 수 있다.
만약 innerFunc 함수가 outerFunc 함수의 내부에서 정의된 중첩 함수가 아니라면, innerFunc 함수를 outerFunc 함수의 내부에서 호출한다 하더라도 outerFunc 함수의 변수에 접근할 수 없다.
const x = 1;

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

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

outerFunc();
이 같은 현생이 발생하는 이유가 자바스크립트가 렉시컬 스코프를 따르는 프로그래밍 언어이기 때문이다.

렉시컬 스코프

렉시컬 스코프를 실행 컨텍스트의 관점에서 다시 한번 살펴보자. 자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라고 한다.
함수의 상위 스코프는 함수를 어디서 정의했느냐에 따라 결정되므로, 전역에서 정의된 전역 함수의 상위 스코프는 전역이다.(null 아닌가?) 함수를 어디서 호출했는지는 함수의 상위 스코프 결정에 어떠한 영향을 주지 못한다.
즉 함수의 상의 스코프는 정적으로 결정되고, 변하지 않는다.
스코프의 실체는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다. 이 렉시컬 환경은 자신의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 상위 렉시컬 환경과 연결된다. 이것이 바로 스코프 체인이다.
따라서 함수의 상위 스코프를 결정한다는 것은 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값을 결정한다는 것과 같다. 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값이 바로 상위 렉시컬 환경에 대한 참조이며, 이것이 상위 스코프이기 때문이다. 이 개념을 반영해서 다시 한번 렉시컬 스코프를 정의해보면 다음과 같다.
렉시컬 환경의 '외부 렉시컬 환경에 대한 참조'에 저장할 참조값, 즉 상위 스코프는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경에 의해 결정된다.

함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]

함수가 정의된 환경과 호출되는 환경은 다를 수 있다. 따라서 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 자신이 호출되는 환경과 상관없이 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프(함수 정의가 위치하는 스코프가 바로 상위 스코프)를 기억해야 한다. 이를 위해 함수는 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장한다.
다시 말해, 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성할 때 자신이 정의된 환경에 의해 결정된 상위 스코프의 참조를 함수 객체 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한다. 왜냐하면, 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점은 함수가 정의된 환경, 즉 상위 함수(또는 전역 코드)가 평가 또는 실행되고 있는 시점이며, 이때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트는 상위 함수의 실행 컨텍스트이기 때문이다.(상위 함수 코드 또는 전역 코드는 실행 컨텍스트 이미 생성한 상태이며 실행 컨텍스트 내부의 렉시컬 환경을 생성할 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트 (변수 또는 함수)를 등록했기 때문이다.)
예를 들어, 전역에서 정의된 함수 선언문은 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성한다. 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가되는 시점. 즉 전역 코드 평가 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 전역 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.
함수 내부에서 정의된 함수 표현식은 외부 함수 코드가 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성한다. 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가되는 시점, 즉 외부 함수 코드 실행 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 외부 함수 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.
따라서 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 현재 실행중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 바로 상위 스코프다. 또한 자신이 호출되었을 때, 생성될 함수 렉시컬 환경의 '외부 렉시컬 환경에 대한 참조'에 저장될 참조값이다. 함수 객체는 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한 렉시컬 환경의 참조, 즉 상위 스코프를 자신이 존재하는 한 기억한다. 예제를 통해 생각해보자.

const x = 1;

function foo() {
  const x = 10;
  
//상위 스코프는 함수 정의 환경에 따라 결정되며 호출 위치와상위스코프는 아무런 관계가 없다.
  bar();
}

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

foo(); // 1
bar(); // 1
foo,bar 모두 전역에서 함수선언문으로 정의되었기에 모두 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성하였고 전역 객체 window의 메서드가 된다. 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가된 시점, 즉 전역 코드 평가 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 전역 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.(전역 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경은 전역 렉시컬 환경이기에 전역 함수는 전역 렉시컬 환경을 외부 렉시컬 환경에 의한 참조를 전역 렉시컬 환경으로 한다.)
이때 함수 렉시컬 환경의 구성 요소인 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 함수 객체의 내부 슬롯 [[environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조가 할당된다. 즉 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조는 바로 함수의 상위 스코프를 의미한다. 이것이 바로 함수 정의 위치에 따라 상위 스코프를 결정하는 렉시컬 스코프의 실체다.

클로저와 렉시컬 환경


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

outer 함수를 호출하면 outer 함수는 중첩 함수 inner를 반환하고 생명 주기를 마감한다. 즉, outer 함수의 실행이 종료되면 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스텍에서 pop된다. 이때 outer 함수의 지역변수 x와 변수 값 10을 저장하고 있던 outer 함수의 실행 컨텍스트가 제거되었으므로 outer함수의 지역 변수 x 또한 생명 주기를 마감한다. 따라서 outer 함수의 지역 변수 x는 더는 유효하지 않게 되어 변수에 접근할 수 있는 방법이 달리 없어보인다.
그러나 위 코드의 실행 결과는 outer 함수의 지역 변수 x값인 10이다. 이미 생명 주기가 종료되어 실행 컨텍스트 스택에서 pop 된 outer함수의 지역 변수 x가 부활이라도 한 듯이 동작하고 있다.
이처럼 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.

이것이 가능한 이유는, outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 pop되지만, outer 함수의 렉시컬 환경까지 소멸되는 것은 아니기 때문이다.

outer 함수의 렉시컬 환경은 inner 함수의 [[Environment]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있고, inner 함수는 전역 변수 innerFunc에 의해 참조되고 있으므로, 가비지 컬렉션의 대상이 되지 않기 때문이다. 가비지 컬렉터는 누군가가 참조하고 있는 메모리 공간을 함부로 해제하지 않는다.
outer 함수가 반환한 inner 함수를 호출하면, inner 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고, 실행 컨텍스트 스택에 push된다. 그리고 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 inner 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장되어 있는 참조값이 할당된다.
중첩 함수 inner는 외부 함수 outer보다 더 오래 생존했다. 이때 외부 함수보다 더 오래 생존한 중첩 함수는 외부 함수의 생존 여부와 상관없이 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 기억한다.
중첩 함수 inner 내부에서는 상위 스코프를 참조할 수 있으므로 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있고, 식별자의 값을 변경할 수도 있다.
자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저다. 하지만 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지는 않는다.

클로저가 되지 못하는 함수

외부 함수의 식별자를 참조하지 않는 내부함수는 클로저가 될 수 없다.
외부 함수보다 일찍 소멸하는 내부함수는 클로저가 될 수 없다.
클로저는 중첩 함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고, 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정하는 것이 일반적이다. 클로저가 외부 함수의 식별자를 참조할 때, 대부분의 모던 브라우저에서는 클로저가 참조하고 있는 식별자만을 기억한다. 클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수를 자유변수라고 부른다.
클로저란 '함수가 자유 변수에 대해 닫혀있다' 라는 의미이다.
이론적으로 클로저는 상위 스코프를 기억해야 하므로 불필요한 메모리 점유를 걱정할 수도 있겠지만 모던 자바스크립트 엔진은 최적화가 잘 되어 있어서 참조하지 않는 식별자는 기억하지 않는다.

클로저의 활용

클로저는 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용된다. 다시 말해, 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용한다.
함수가 호출될 때마다 호출된 횟수를 누적하여 출력하는 카운터를 만들어보자. 이 예제의 호출된 횟수가 바로 안전하게 변경하고 유지해야 할 상태이다.
  • count 상태는 누구나 접근,변경이 불가능하여야 하며 안전하게 변경하고 유지하기 위해서는 하나의 함수만이 count를 참조해야한다.
const increase = (function() {
  let num = 0;
  return function(){
    return ++num;
  };
}());
console.log(increase());//1
console.log(increase());//2
console.log(increase());//3

위 코드는 즉시실행함수로 호출되고 즉시 실행 함수가 반환한 함수가 increase 변수에 할당된다. increase 변수에 할당된 함수는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저다.
즉시 실행 함수는 호출된 이후 소멸되지만, 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 increase 변수에 할당되어 호출된다.
이때 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 자신이 정의된 위치에 위해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하고 있다. 따라서 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 num을 언제 어디서든지 호출하든지 참조하고 변경할 수 있다.
즉시 실행 함수는 한번만 실행되므로 increase가 호출될 떄마다 num 변수가 재차 초기화 될 일은 없을 것이다. 또한 num 변수는 외부에서 직접 접근할 수 없는 은닉된 private 변수이므로 전역 변수를 사용했을 때와 같이 의도되지 않은 변경을 걱정할 필요도 없기 때문에 더 안정적인 프로그래밍이 가능하다.

클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.

const counter = (function() {
  let num = 0;
  return {
    increase(){
      return ++num;
    },
    decrease(){
      return num > 0 ? 0 : --num;
    }
};
}());

위 예제에서 즉시 실행 함수가 반환하는 객체 리터럴은 즉시 실행 함수의 실행 단계에서 평가되어 객체가 된다. 이때 객체의 메서드도 함수 객체로 생성된다. 객체 리터럴의 중괄호는 코드 블록이 아니므로 별도의 스코프를 생성하지 않는다. 위 예제의 increase,decrease 메서드의 상위 스코프는 increase,decrease 메서드가 평가되는 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트인 즉시 실행 함수의 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다. 따라서 increase,decrease 메서드가 언제 어디서 호출되든 상관없이 increase,decrease 함수는 즉시 실행 함수의 스코프의 식별자를 참조할 수 있다.

위 예제를 생성자 함수로 표현하면 다음과 같다.

const Counter = (function() {
  // num은 즉시실행함수의 변수다. 
  let num = 0;
  function Counter() {
    // this.num = 0 프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않는다.
  }
  
  Counter.prototype.increase = function() {
    return ++num;
  };
  Counter.prototype.decrease = function() {
    return num > 0 ? --num : 0;
  };
  
  return Counter;
}());

const counter = new Counter();
위 예제의 let 키워드로 선언된 num은 생성자 함수 Counter가 생성할 인스턴스의 프로퍼티가 아니라 즉시 실행 함수 내에서 선언된 변수다. 만약 num이 생성자 함수 Counter가 생성할 인스턴스의 프로퍼티라면(주석으로 처리된 this.num) 인스턴스를 통해 외부에서 접근이 자유로운 public 프로퍼티가 된다. 하지만 즉시 실행 함수 내에서 선언된 num 변수는, 인스턴스를 통해 접근할 수 없으며, 즉시 실행 함수 외부에서도 접근할 수 없는 은닉된 변수다.
prototype method인 increase,decrease는 자신의 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 될 때 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저다.
함수 정의가 평가되어 함수 객체가 될 때 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 기억한다?
즉시 실행 함수의 평가 단계 때 함수 실행 컨텍스트를 생성하고 렉시컬 환경을 구축한다. 렉시컬 환경이란 함수 환경 레코드와 외부 렉시컬 환경에 대한 참조이다. 즉시 실행 함수의 함수 환경 레코드에는 지역변수,매개변수,내부함수를 등록한다. (외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 전역 컨텍스트의 렉시컬 환경이 들어갈 것이다.)
즉시 실행 함수의 내부함수이자 프로토타입 메서드인 increase,decrease가 즉시 실행 함수의 함수 환경 레코드에 등록 되면서 메서드의 [[Envorionmnet]에 실행 중인 실행 컨텍스트인 즉시 실행 함수가 등록된다. 이후 외부 함수인 즉시 실행 함수의 평가가 끝나고 실행 단계 때 메서드의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 increase,decrease의 내부슬롯 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조인 즉시실행함수가 할당된다.
줄여 말해보자면,
1. increase,decrease의 내부슬롯 [[Environment]]는 즉시 실행 함수의 함수 환경 레코드에 내부 함수로 등록되면서
즉시 실행 함수가 increase,decrease의 [[Environment]]에 저장되고
2.즉시 실행 함수의 평가가 끝나고 실행되면서 increase,decrease 메서드가 평가될 때 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.
생성자 함수 Counter의 메서드 increase,decrease 메서드는 모두 자신의 함수 정의가 평가되어 함수 객체가 될 때 실행 중인 실행 컨텍스트인 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저다. 따라서 프로토타입을 통해 상속되는 프로토타입 메서드일지라도 즉시 실행 함수의 자유 변수 num을 참조할 수 있다. num 변수의 값은 increase,decrease만 변경할 수 있다.
클로저는 함수형 프로그래밍에서 적극적으로 사용된다.

// 함수를 인수로 전달 받고, 함수를 반환하는 고차 함수
// 이 함수는 자유 변수 counter를 기억하는 클로저를 반환한다.
function makeCounter(aux){
  let counter = 0;
  
  return function() {
    //인수로 전달받은 보조 함수에 상태 변경을 위임한다.
    // 자유변수 = 내가 사용할 보조함수(자유변수)
    counter = aux(counter);
    return counter;
  };
}
//보조함수, n의 자리에는 counter가 들어온다.
function increase(n){
  return ++n;
}
//보조함수, n의 자리에는 counter가 들어온다.
function decrease(n){
  return --n;
}
const increaser = makeCounter(increase);

const decreaser = makeCounter(decrease);

// increaser 함수와 decrease 함수는
// 별개의 독립된 렉시컬 환경을 갖기 때문에 counter의 상태가 연동되지 않는다.
makeCounter 함수는 보조함수를 인자로 전달받고, 함수를 반환하는 고차 함수다.
makeCounter 함수가 반환하는 익명 함수는 자신이 생성됐을 때의 렉시컬 환경인 makeCounter 함수의 스코프에 속한 counter 변수를 기억하는 클로저다.
makeCounter 함수는 인자로 전달 받은 보조 함수를 합성하여 자신이 반환하는 함수의 동작을 변경할 수 있다. 이때 주의해야 할 것은 makeCounter 함수를 호출해, 함수를 반환할 때 반환된 함수는 자신만의 독립된 렉시컬 환경을 갖는다는 것이다. 이는 함수를 호출하면 그때마다 새로운 makeCounter 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이 생성되기 때문이다.
const increaser = makeCounter(increase);
makeCounter 함수를 호출하면, makeCounter 함수의 실행 컨텍스트가 생성된다. 그리고 makeCounter 함수는 함수 객체를 생성하여 반환한 후 소멸된다.makeCounter 함수가 반환한 익명 함수는 makeCounter 함수의 렉시컬 환경을 상위 스코프로서 기억하는 클로저이며 전역 변수인 increaser에 할당된다. 이때 makeCounter의 실행 컨텍스트는 소멸되지만 makeCounter 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경은 makeCounter 함수가 반환한 익명 함수의 [[Environment]]에 참조되기에 소멸되지 않는다.
[[Environment]]는 상위 함수 전체를 참조하는 것이 아니라, 상위 함수의 렉시컬 환경만을 참조한다.
const decreaser = makeCounter(decrease);
increaser와 마찬가지로 makeCounter 함수를 받아 실행할 때 makeCounter 함수의 실행컨텍스트가 생성되고, 익명 함수를 반환한 후 소멸한다. 반환된 익명함수는 상위 스코프를 makeCounter로 갖고, makeCounter의 렉시컬환경을 [[Environment]를 통해 참조하고 있으므로 소멸되지 않는다.
다만 전역 변수로 선언된 increaser와 decreaser가 각각 받는 makeCounter의 반환함수는 독립된 렉시컬 환경을 갖기에, 자유 변수 counter 값을 공유하지 않는다. makeCounter가 호출될때마다, 새로운 실행 컨텍스트가 생성되기 때문이다. 독립된 렉시컬 환경이 아닌 공유 렉시컬 환경을 만들기 위해서는 같은 렉시컬 환경을 공유하는 클로저를 만들어야 하며, makeCounter 함수를 두 번 호출해서는 안된다.

const counter = (function() {
  let counter = 0;
  
  return function(aux){
    counter = aux(counter);
    reteurn counter;
  }
}());

function increase(n){
  return ++n;
}

function decrease(n){
  return --n;
}
counter(increase); // 1
counter(decrease); // 0
즉시실행함수로 묶인 표현식을 갖는 변수 counter를 makeCounter대신 사용했다.
counter는 매개변수 하나와 그 매개변수를 함수로서 사용하고, 다시 그 함수의 매개변수를 클로저의 자유변수로 갖는 내부 익명함수를 리턴한다.
전역 변수 두개로 나누어 담지 않았으므로, 같은 환경을 공유한다.
외부함수의 함수 환경 레코드에는 자유변수와 반환되는 함수만을 등록한다. 그리고 반환하는 함수의 매개변수에 함수를 받기 위한 매개변수를 등록한다.

캡슐화와 정보 은닉

캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로허티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 매서드를 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, 객체 간의 상호 의존성, 결합도를 낮추는 효과가 있다.
대부분의 객체지향 프로그래밍 언어는 클래스를 정의하고 그 클래스를 구성하는 맴버(프로퍼티와 메서드)에 대하여 public,private,protected같은 접근 제한자를 선언하여 공개 범위를 한정할 수 있다.
자바스크립트는 public,private,protected 같은 접근 제한자를 제공하지 않는다.(typescript는 제공함)
즉 객체의 모든 프로퍼티와 메서드는 기본적으로 public이다.

자주 발생하는 실수


var funcs = [];

for (var i = 0; i < 3; i++){
  funcs[i] = function(){return i;}; 
}
for(var j = 0; j < func.length; j++){
  console.log(funcs[j]()); 
}
첫번째 for문의 블록 코드 내에서 함수가 funcs 배열의 요소로 추가된다. 그리고 두 번째 for문의 코드 블록 내에서 funcs 배열의 요소로 추가된 함수를 순차적으로 호출한다. 이때 funcs 배열의 요소로 추가된 3개의 함수가 0,1,2를 반환할 것으로 기대했다면 아쉽지만 결과는 그렇지 않다.
위 예제는 자바스크립트의 함수 레벨 스코프 특성으로 인해 for 문의 변수 선언문에서 var 키워드로 선언한 변수가 전역 변수가 되기 때문에 발생하는 현상이다.
const funcs = [];

for(let i = 0; i < 3; i++){
  funcs[i] = function(){return i;};
}
for (let i = 0; i < funcs.length; i++){
  console.log(funcs[i]()); // 0 1 2
}

for문의 변수 선언문에서 var 대신 let을 선언한다면, for문의 코드 블록이 반복 실행될 때마다 for문 코드 블록의 새로운 렉시컬 환경이 생성된다.
만약 for문의 코드 블록 내에서 정의한 함수가 있다면 이 함수의 상위 스코프는 for문의 코드 블록이 반복 실행될 때마다 생성된 for문 코드 블록의 새로운 렉시컬 환경이다.
이때 함수의 상위 스코프는 for문의 코드 블록이 반복 실행될 때마다 식별자(for문의 변수 선언문에서 선언한 초기화 변수 및 for문의 코드 블록 내에서 선언한 지역 변수 등)의 값을 유지해야 한다. 이를 위해 for문이 반복될 때마다 독립적인 렉시컬 환경을 생성하여 식별자의 값을 유지한다.

for문의 새로운 렉시컬 환경 생성 과정

  1. for문 안의 초기화 문에 있는 식별자를 등록

for문의 변수 선언문에서 let 키워드로 선언한 초기화 변수를 사용한 for문이 평가되면 먼저 새로운 렉시컬 환경(LOOP Lexical Environment)을 생성하고 초기화 변수 식별자와 값을 등록한다. 그리고 새롭게 생성된 렉시컬 환경을 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 교체한다.
Loop Lexical Environment - Environment Record - Declarative Environment Record
이때 Loop Lexical Environment의 Outer Lexical Environment Reference는 Global Lexical Environment이다.

  1. 1~3번째 반복에 의해 생성된 렉시컬 환경

for문의 코드 블록이 반복 실행되기 시작하면 새로운 렉시컬 환경(PER-ITERATION Lexical Environment)를 생성하고, for문 코드 블록 내의 식별자의 값(증감문 반영 이전)을 등록한다. 그리고 새롭게 생성된 렉시컬 환경을 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 교체한다.
Loop Lexical Environment가 PER-ITERATION Lexical Environment로 교체되면서, Outer Lexical Environment Reference에 Loop Lexical Environment가 등록된다. 2,3번째는 이전의 PER-ITERATION Lexical Environment가 등록된다.

  1. for 문의 코드 블록이 모두 실행이 종료되면 for문이 실행되기 이전의 렉시컬 환경을 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 되돌린다.

이처럼 let이나 const 키워드를 사용하는 반복문은 코드블록을 반복 실행할 때마다 새로운 렉시컬 환경을 생성하여 반복할 당시의 상태를 마치 스냅샷을 찍는 것처럼 저장한다. 단, 이는 반복문의 코드 블록 내부에서 함수를 정의할 때 의미가 있다. 반복문의 코드 블록 내부에 함수 정의가 없는 반복문이 생성하는 새로운 렉시컬 환경은 반복 직후 아무도 참조하지 않기 때문에 가비지 컬렉션의 대상이 된다.
또다른 방법으로 함수형 프로그래밍 기법인 고차 함수를 사용하는 방법이 있다 이 방법은 변수와 반복문의 사용을 억제할 수 있기 때문에 오류를 줄이고 가독성을 좋게 만든다.
// 요소가 3개인 배열을 생성하고 배열의 인덱스를 반환하는 함수를 요소로 추가한다.
// 배열의 요소로 추가된 함수들은 모두 클로저다.
const funcs = Array.from(new Array(3), (_, i) => () => i);

// 배열의 요소에 추가된 함수들을 순차적으로 호출한다.
funcs.forEach(f => console.log(f())); // 0 1 2

Array.from

Array.from - 유사배열객체나 반복 가능한 객체를 얕은 복사를 통해 새로운 Array 객체를 만든다. 1번째 인수로 유사배열,2번째 인수로는 콜백으로 map함수를 받는다.

new Array(3) ?

length가 3인 빈 배열을 생성한다.
profile
김명성
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