1. 스코프란?

스코프란 식별자(변수 이름, 함수 이름, 클래스 이름 등)가 자신이 선언된 위치에 의해 유효한 범위(다른 코드가 변수 자신을 참조할 수 있는 범위)를 뜻한다.

또한 스코프는 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이다.

  var x = 'global';

  function foo() {
      var x = 'local'; // foo 함수 외부에서는 참조할 수 없다
      var y = 'local';
      console.log(x);
  }

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

자바스크립트 엔진은 이름이 'x' 로 같은 두 개의 변수 중에서 스코프를 통해 어떤 변수를 참조해야할지 결정해야하는데, 이를 식별자 결정 (identifier resolution) 이라고 한다.

위의 예제에서 'x' 변수는 이름은 동일하지만 foo 함수 내부의 x 변수는 foo 함수 외부에서 참조할 수 없기 때문에 스코프가 다른 별개의 변수이다.

이러한 스코프라는 개념을 통해 변수 이름의 충돌을 방지하여 같은 이름의 변수를 사용할 수 있다. 즉, 스코프는 네임 스페이스이다.

2. 스코프의 종류

구분	설명	스코프	변수
전역	코드 가장 바깥 영역	전역 스코프	전역 변수
지역	함수 몸체 내부	지역 스코프 - 함수 스코프	지역 변수
지역	블록({})	지역 스코프 - 블록 스코프	지역 변수

함수 레벨 스코프
함수 몸체 내부에 생성된 스코프. 함수 내부에서만 접근할 수 있다.
var,let,const키워드로 선언된 변수

function foo1() {
	const x = 10;
  	console.log(x);
}

function foo2() {
	let x = 10;
  	console.log(x);
}

function foo3() {
	var x = 10;
  	console.log(x);
}

foo1(); //10
foo2(); //10
foo3(); //10
console.log(x); // Uncaught ReferenceError: x is not defined

블록 레벨 스코프
코드 블록(if, for, while 등)
let,const 키워드로 선언된 변수

const x = 1;
if(true) {
	const x = 10;
}
console.log(x); // 1

let x = 1;
if(true) {
	let x = 10;
}
console.log(x); // 1

var x = 1;
if(true) {
	var x = 10;
}
console.log(x); // 10

var 키워드로 선언된 변수는 함수 레벨 스코프만을 인정하기 때문에, 위 예시에서 함수 밖에서 var 키워드로 선언된 변수가 코드 블록 내에서 재선언되어도 전역 변수이다.
이처럼 의도치 않게 전역 변수의 값이 재할당 되는 부작용이 생길 수 있으니 조심하자.

3. 스코프 체인

var x = 'global x';

// 외부 함수 (outer function)
function outer() {
	var x = "outer's local x";
  	
  	// 중첩 함수(nested function) : 함수 몸체 내부에서 정의한 함수
  	function inner() {
    	var x = "inner's local x";
    }
}

• 스코프는 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다.

  [전역 스코프]
  x : "global x"
  outer: <function object>
  ⬆️
  [outer 지역 스코프]
  x : "outer's local x"
  inner: <function object>
  ⬆️
  [inner 지역 스코프]
  x : "inner's local x"

• 모든 스코프는 하나의 계층적 구조로 연결된다. 이를 스코프 체인 이라고 한다.

• 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프 이다.

• 스코프 체인은 실제로 자료구조 상으로 존재한다 : 자바스크립트 엔진이 코드를 실행하기 전에 렉시컬 환경 객체을 생성하고, 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 이 자료구조에 키로 등록되며 변수 할당이 일어나면 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다. 변수 검색도 이 자료구조 상에서 이루어진다.

  랙시컬 환경이란?
  = 내부 숨김 연관 객체 (internal hidden associated object)

  • 구성
    • 환경 레코드 (Environment Record) - 모든 지역 변수를 프로퍼티로 저장하고 있는 객체. this 도 여기에 저장됨
    • 외부 렉시컬 환경 (Outer Lexical Environment) 에 대한 참조 - 외부 코드와 연관됨

• 스코프 체인에 의한 변수 검색

  • 자바스크립트 엔진은 변수를 참조할 때 스코프 체인을 통해 변수를 참조하는 코드의 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다.
  • 스코프 내 변수의 선언이 존재하면 선언된 변수를 참조하고 검색을 종료한다.
  • 스코프 내 변수의 선언이 존재하지 않으면 상위 스코프로 이동한다.
  • 상위 스코프에서 선언한 변수를 하위 스코프에서 참조할 수 있다.

4. 렉시컬 스코프

프로그래밍 언어는 1.함수를 어디서 호출했는지 (= 동적 스코프, dynamic scope) 또는 2.함수를 어디서 정의했는지(렉시컬 스코프,lexical scrope 혹은 정적 스코프,static scope) 에 따라 함수의 상위 스코프를 결정하는 방식이 달라진다.

• 동적 스코프(dynamic scope)
  함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정한다.

• 렉시컬 스코프(lexical scrope) 혹은 정적 스코프(static scope)
  상위 스코프가 동적으로 변하지 않고 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정된다.
  함수가 호출된 위치는 상위 스코프를 결정하는 데 영향을 주지 않는다. 함수의 상위 스코프는 항상 자신이 정의된 스코프다.
  함수 정의가 실행되어 생성된 함수 객체는 정적으로 결정된 상위 스코프를 기억하여 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조한다.
  자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따른다.

var x = 1;

function foo() {
	var x = 10;
    bar();
}

function bar() {
	console.log(x);
}

foo();
bar();

위 예제에서 만약 자바스크립트가 동적 스코프를 따랐다면
foo() 를 호출하는 시점에 foo 함수 내부에서 x = 10 으로 중복선언 하여 10 이 출력된다.
bar() 를 호출하는 시점에는 foo() 를 호출하면서 전역변수 x 의 값을 변경하였기 때문에 10 이 출력된다.

하지만 자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르기 때문에
bar 함수는 전역에서 정의되어 전역 코드가 실행 되기 전에 함수 객체를 생성하고 전역 스코프를 상위 스코프로 기억하고 있다.
따라서 전역 스코프에 선언된 전역 변수 x 의 값 1 을 두 번 출력하게 된다.

참고
모던 JavaScript 튜토리얼 변수의 유효범위와 클로저
모던 자바스크립트 Deep Dive 13장 스코프