들어가며...
난해하기로 유명한 자바스크립트의 개념중 하나로...
시작 하기 전에 무서운 말로 시작된다.
클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다 < MDN >
MDN을 보면 위와 같이 정의하고 있으나 무슨 의미인지 난해하다고 김응모 교수님도 말씀하신다.
이해를 하기 위해 우선적으로, 핵심 키워드로 보이는 렉시컬 환경(?)이 무엇인지 알아보도록 하자.
> 렉시컬 스코프(정적 스코프)
자바스크립트 엔진은 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
const x = 1;
function foo() {
const x = 10;
bar();
}
function bar() {
console.log(x);
}
foo(); // 1
bar(); // 1자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르기 때문에,
함수의 상위 스코프는 함수를 어디서 정의했는가에 의해 결정된다.
위 예제 코드를 보면 foo 함수와 bar 함수는 모두 전역함수이다.
고로 두 함수의 상위 스코프는 전역이다.
그렇기 때문에 두 함수가 실행되는 위치와는 상관없이
스코프 체인에 의해 상위 스코프를 참조하므로 전역변수 x를 참조한다.
다시한번 렉시컬 환경을 정의해보자면,
상위 스코프에 대한 참조('외부 렉시컬 환경에 대한 참조'에 저장할 참조값)는
함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경(위치)에 의해 결정된다는 것이다.
> 함수 객체의 내부 슬롯[[Environment]]
함수는 상위 스코프(함수가 정의된 환경)를 기억해야 렉시컬 스코프가 가능하다.
그래서 함수는 '내부 슬롯 [[Environment]]'에 상위 스코프의 참조를 저장한다.
이때, 저장되는 상위 스코프 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다.
함수 객체가 생성되는 시점 = 상위 함수(또는 전역)가 실행되고 있는 시점 = 상위 함수의 실행 컨텍스트
따라서, 함수 객체 '내부 슬롯 [[Environment]]'에 저장된 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 상위 스코프이다.
또한, 자신이 호출되었을 때 생성될 함수 렉시컬 환경의 '외부 렉시컬 환경에 대한 참조'에 저장될 참조값이다.
함수 객체는 위와 같은 과정으로 '내부 슬롯 [[Environment]]'에 저장된 렉시컬 환경의 참조(상위 스코프)를 존재하는한 기억하고 있다.
> 내가 이해한 내용 정리
함수 객체가 생성되면, 이때 생성된 함수 객체의 '내부 슬롯 [[Environment]]'에는 함수 정의가 평가되는 시점(현재 실행중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경 참조 = 상위 함수 또는 전역 스코프의 렉시컬 환경 참조 = 상위 스코프의 렉시컬 환경의 참조)를 저장한다.
이후에 함수가 호출 되면,
호출된 함수의
실행 컨텍스트 생성 -> 함수의 렉시컬 환경 생성의 과정을 거치는데,
이때 호출된 함수의 렉시컬 환경 구성 요소 중
내부 렉시컬 환경에는 함수의 환경레코드가 할당되고 외부 렉시컬 환경을 참조하게 된다.
외부 렉시컬 환경에는 함수객체 '내부 슬롯 [[Environment]]'에 저장되어 있는 렉시컬 환경 참조(상위 스코프의 렉시컬 환경 참조)를 할당한다.
이에 자바스크립트 엔진은 내부 렉시컬 환경 -> 외부 렉시컬 환경을 순으로 참조(스코프 체인)하며 실행되게 된다.
( 잘못 이해한게 있으면 끼어들어 주세요! )
클로저와 렉시컬 환경
const x = 1;
// ①
function outer() {
const x = 10;
const inner = function () { console.log(x); }; // ②
return inner;
}
const innerFunc = outer(); // ③
innerFunc(); // ④ 10위 코드를 보면
전역 스코프의 실행 컨텍스트가 생성되며, 전역 스코프의 렉시컬 환경이 생성되는데,
이때, 전역변수 x, 전역변수 innerFunc 그리고 ① outer 함수가 정의된다.
③전역변수 innerFunc에 outer 함수를 할당하기 위해
outer 함수가 호출되며(이전까지는 inner 함수가 평가되지 않음), 이때에 outer 함수에 새로운 렉시컬 환경이 생성된다.
이때에 inner 함수가 평가 되고 정의되며,
( 함수 선언식으로 작성되지 않고, 함수 표현식으로 작성되었기 때문에 런타임에 평가됨. )
inner 함수의 내부슬롯 [[Environmnet]]에는 outer 함수의 렉시컬 환경의 참조가 저장되어있다.
( 현재의 실행컨텍스트가 outer 함수의 실행컨텍스트 이므로 )
③ outer 함수가 실행되며 결과값으로 inner 함수가 반환되어 할당된 후 outer 함수의 생명 주기가 종료 된다.
이때에, outer 함수의 실행컨텍스트는 스택에서 제거 되지만,
함수의 렉시컬 환경까지 소멸 되지는 않는다.
전역변수 innerFunc이 inner 함수를 참조하고,
(inner 함수의 '내부 슬롯 [[Environment]]'가 outer 함수의 렉시컬 환경을 참조하고 있기 때문에 가비지 컬렉션의 대상이 아니다 )
④전역 변수 innerFnc에 할당된 inner 함수를 호출하면 inner 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에는 `inner 함수 객체의 '내부슬롯 [[Environment]]'에 저장된 참조값이 할당된다.
이처럼 외부 함수 보다 중첩된 함수가 더 오랜 생명주기를 갖는 경우 외부 함수의 실행 컨텍스트의 생존여부와 상관없이 자신이 정의된 위치에 결정된 상위 스코프를 기억하며,
상위 스코프를 참조 할 수 있기 때문에 상위 스코프에 있는 식별자를 참조, 수정 할 수 있게 된다.
위와 같은 중첩함수를 클로저라고 부른다.
위 내용만 보자면,
자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로
이론적으론 모두 클로저라 할 수 있지만,
상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 경우는 브라우저에서 최적화를 통해 상위 스코프를 기억하지 않으므로, 클로저라 할수 없다.
> 클로저의 활용
클로저는 자신이 정의될 때의 렉시컬 환경을 기억하므로, 메모리 차원에서 손해를 볼 수 있지만, 모던 브라우저들은 상위 스코프에서 참조되는 식별자 만을 기억하는 등의 최적화를 지원하고 있어서,
자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 적극 사용해야 한다.
클로저가 사용되는 상황을 한번 살펴보자.
>> 상태유지
클로저가 가장 유용하게 사용되는 상황은 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고 특정 함수(클로저)에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.
const counter = (function () {
// 카운트 상태
let state = 0;
return {
increase() {
return ++state;
},
decrease() {
return state > 0 ? --state : 0;
}
};
}());
console.log(counter.increase()); // 1
console.log(counter.increase()); // 2
console.log(counter.decrease()); // 1
console.log(counter.decrease()); // 0>> 캡슐화와 정보 은닉
- 캡슐화: 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 메서드를 하나로 묶는 작업.
- 정보은닉: 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용.
function createCounter() {
let count = 0; // 클로저 내부 변수
function increment() {
count++; // 클로저 내부 변수에 접근하여 증가
}
function decrement() {
count--; // 클로저 내부 변수에 접근하여 감소
}
function getCount() {
return count; // 클로저 내부 변수 값을 반환
}
return {
increment,
decrement,
getCount,
};
}
const counter = createCounter();
console.log(counter.getCount()); // 0
counter.increment();
console.log(counter.getCount()); // 1
counter.decrement();
console.log(counter.getCount()); // 0위 코드를 보면,
createCounter 함수는 내부변수 count를 정의하고
이에 접근 가능한 increment, decrement, getCount 함수(클로저)를 반환한다.
외부에서는 count 변수에 직접 접근할 수 없으며,
클로저를 통해 해당 변수를 조작하거나 값을 가져올 수 있다.
