Variable

자바스크립트 박살내기 두번째 이야기 !!
변수에 대해서 공부해보겠습니다. 재밌게 봐주세요 🤓

시작하기에 앞서...

컴퓨터는 모든 데이터를 2진수로 처리합니다. 따라서 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류(숫자, 텍스트, 이미지, 동영상 등)와 상관없이 모두 2진수로 저장됩니다.

10+20 이라는 연산을 예시로 들었을 때, 숫자 값 10과 20은 메모리 상의 임의의 위치(메모리 주소)에 기억(저장)되고 CPU는 이 값을 읽어들여 연산을 수행합니다.

CPU ( 중앙 처리 장치 )
CPU는 컴퓨터 시스템을 통제하고 프로그램의 연산을 실행하고 처리하는 가장 핵심적인 컴퓨터의 제어 장치, 혹은 그 기능을 내장한 칩을 말합니다.

(학교수업 들으면서 cs 공부했던 기억이 새록 새록해서 기분이 너무 좋다...🖤)

연산 결과로 생성된 숫자 값 30도 메모리 상의 임의의 위치에 저장됩니다.
성공적으로 연산이 끝났고 연산 결과도 메모리에 저장되었지만 문제가 있습니다.
바로 CPU가 연산의 결과로 만들어낸 숫자 값 30을 재사용할 수 없다는 것입니다...!!

만약 연산 결과 30을 재사용하고 싶다면 메모리 주소를 통해 30이 저장된 메모리 공간에 직접 접근하는 것 외에는 방법이 없습니다.
(조금 스포를 하자면, 이러니까... 다시 쓸려고 변수에다가 저장해놓을게!! 라는 느낌 ??)

하지만 자바스크립트는 여러가지 이유(OS가 쓰는 값을 건드려서 시스템이 다운되거나...등등)로 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않습니다 !

만약 자바스크립트가 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하더라도 문제가 있습니다. 값이 저장될 메모리 주소는 코드가 실행될 때 메모리의 상황에 따라 임의로 결정됩니다. 따라서 동일한 컴퓨터에서 동일한 코드를 실행해도 코드가 실행될 때마다 값이 저장될 메모리 주소는 변경되는 것입니다. 이처럼 코드가 실행되기 이전에는 값이 저장된 메모리 주소를 알 수 없으며, 알려 주지도 않습니다.
따라서 메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하려는 시도는 올바른 방법이 아닙니다.

안되는 이유가 너무 거창...하다고 느낄 수 있지만 매우 중요한 내용이므로 잘 이해하고 넘어갑시다 !!

그래서 결론은?

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 매커니즘을 제공합니다. 변수의 정의는 다음과 같습니다

변수 (variable)
하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말합니다.

개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없이 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있게 되는 것입니다.

갑자기 문득 생각난건데,,, 현업에 계신 개발자 선배님이 변수 네이밍이
정말 중요하다라고 해주셨습니다. 간단하게 언급을 하고 넘어가자면 !

[ Deep Dive 38p ]
사람이 이해할 수 있는 언어로 명명한 변수 이름을 통해 변수에 저장된 값의 의미를 명확히 할 수 있다. 따라서 좋은 이름, 즉 변수에 저장된 값의 의미를 파악할 수 있는 변수 이름은 가독성을 높이는 부수적인 효과도 있다.
코드는 컴퓨터에게 내리는 명령이지만 개발자를 위한 문서이기도 하다. 개발자의 의도를 나타내는 명확한 네이밍은 코드를 이해하기 쉽게 만들며, 이는 협업과 품질 향상에 도움을 준다. 변수 이름은 첫아이 이름을 짓듯이 심사숙고해서 지어야한다.

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변수 선언

변수 선언(variable declaration)
변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말합니다. 좀 더 자세히 말하면 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보(allocate)하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결(name binding)해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것입니다.

변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제(release)되기 전까지는 누구도 확보된 메묄 공간을 사용할 수 없도록 보호되므로 안전하게 사용할 수 있습니다.

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요합니다. 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용합니다. 먼저 var 키워드에 대해서 알아보고 let, const 키워드는 나중에 자세히 알아보겠습니다.
(바로 다음에 아주 아주 새롭고 심오하고 재밌으면서 유용한 개념이 나옵니다. 집중 🔥)

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var score; // 변수 선언

var 키워드는 뒤에 오는 변수 이름으로 새로운 변수를 선언할 것을 지시하는 키워드입니다. 메모리 상에 변수 이름을 등록하고 값을 저장할 메모리 공간을 확보합니다.

변수를 선언한 이후, 아직 변수에 값을 할당하지 않았습니다. 따라서 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 비어 있을 것으로 생각할 수 있으나 (당연하죠..?)
확보된 메모리 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined 라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화 됩니다. (헐)
이것은 자바스크립트의 독특한 특성입니다. (undefined 로 자동 초기화라니..신기방기)

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같은 2단계에 거쳐 수행합니다.

• 선언 단계 - 변수 이름을 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알린다.
• 초기화 단계 - 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화한다.

var 키워드를 사용한 변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행됩니다.
var score; 는 선언 단계를 통해 변수 이름 score를 등록하고, 초기화 단계를 통해 score 변수에 암묵적으로 undefined 를 할당해 초기화합니다.

지금부터 진짜 중요한 개념 !!!! 쉽지만, 무조건 알고 있어야 하는? 지금 시작합니다.

변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(score); // undefined
var score; 		    // 변수 선언

변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 앞에 있습니다. 자바스크립트 코드는
⭐️인터프리터에 의해 한 줄씩 순차적으로 실행되므로 console.log(score); 가 가장 먼저 실행되고 순차적으로 다음 줄에 있는 코드를 실행합니다. 따라서 console.log(score); 가 실행되는 시점에는 아직 score 변수의 선언이 실행되지 않았으므로 참조 에러(Reference Error)가 발생할 것 처럼 보입니다. ( 당연히 그래야 해..! )

⭐️ 인터프리터
자바스크립트는 개발자가 별도의 컴파일 작업을 수행하지 않는 인터프리터 언어입니다.인터프리터는 소스코드를 즉시 실행하고 컴파일러는 빠르게 동작하는 머신 코드를 생성하고 최적화합니다. 이를 통해 컴파일 단계에서 추가적인 시간이 필요함에도 더욱 빠르게 코드를 실행할 수 있습니다.

출처 - https://m.blog.naver.com/hweunj/221830827832

하지만!? 참조 에러가 발생하지 않고 undefined가 출력됩니다.
( 왜 그럴까.. 한번 생각해봐요 !! )

그 이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문입니다.

자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 합니다. 이때 소스코드 실행을 위한 준비 단계인 소스코드의 평가 과정에서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문(변수 선언문, 함수 선언문 등)을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행합니다. 그리고 소스코드의 평가 과정이 끝나면 비로소 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행합니다. (Runtime)

즉 쉽게 말하면, 자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행합니다.

이처럼 변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅(variable hoisting)이라고 합니다.
사실 변수 뿐만 아니라 var, let, const, function, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)은 호이스팅 됩니다.

예제 1

console.log(score); //undefined
var score = 80;     // 변수 선언과 값의 할당
console.log(score); // 80

예제 2 , 결과를 예상해봅시다 !

console.log(score); // undefined
score = 80;         //값의 할당
var score;  	    //변수 선언
console.log(score); //??

두 번째 콘솔에는 80이 나오게 됩니다.
제일 처음 평가 과정에서 선언이 먼저 된 상태(값은 할당이 아직 안됨)에서 위에서부터 차례대로 내려옵니다. 처음 콘솔에서는 값이 할당되어 있지 않으므로 undefined 가 나오는것이 당연하고, score = 80 으로 값을 할당 해준 다음 두 번째 콘솔에서는 score에 저장되어있는 80이 나오게 됩니다.

const 키워드
ES6에서 도입된 const 키워드를 사용해 선언한 변수는 재할당이 금지됩니다.
즉, const 키워드는 단 한번만 할당할 수 있는 변수를 선언합니다. 따라서 const 키워드를 사용하면 상수를 표현할 수 있습니다.

재할당

변수에 값을 재할당, 원래의 값 80에서 90으로 바꾸는 과정을 예시로 들겠습니다.
이 때 처음 값을 할당했을 때와 마찬가지로 이전 값 80이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이 아니라, 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공가에 숫자 값 90을 저장합니다.

현재 score 변수의 값은 90입니다. score 변수의 이전 값인 undefined 와 80은 어떤 변수도 값으로 갖고 있지 않습니다. 다시 말해, 어떤 식별자와도 연결되어 있지 않습니다. 이것은 undefined와 80이 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미합니다. 이러한 불필요한 값들은 가비지 컬렉터에 의해 메모리에서 자동 해제됩니다. (언제 해제되는지는 모름..)
운영체제에서 배웠는데 잘 기억이,,, 분명히 배웠던 개념인데 !!!

여기서 알아두면 좋을 상식 하나 !

언매니지드 언어(unmanaged language) 와 매니지드 언어(managed language)

[ Deep Dive 47p ]
프로그래밍 언어는 메모리 관리 방식에 따라 둘로 구분이 가능합니다.
C 언어 같은 언매니지드 언어는 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제하기 위해 malloc() 과 free() 같은 로우 레벨 메모리 제어 기능을 제공합니다. 언매니지드 언어는 메모리 제어를 개발자가 주도할 수 있으므로 개발자의 역량에 따라 최적의 성능을 확보할 수 있지만 그 반대의 경우 치명적 오류를 생산할 가능성도 있습니다. 자바스크립트 같은 매니지드 언어는 메모리의 할당 및 해제를 위한 메모리 관리 기능을 언어 차원에서 담당하고 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않습니다. 즉, 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제할 수 없습니다. 더 이상 사용하지 않는 메모리의 해제는 가비지 콜렉터가 수행하며, 이 또한 개발자가 관여할 수 없습니다. 매니지드 언어는 개발자의 역량에 의존하는 부분이 상대적으로 작아져 어느 정도 일정한 생산성을 확보할 수 있다는 장점이 있지만 성능 면에서 어느 정도의 손실은 감수할 수밖에 없습니다.

감사합니다🖤
JS 뿌수기 ,,, 꾸준히 하자!!