[Javascript] 4장 변수

4.1 변수란 무엇인가? 왜 필요한가?

애플리케이션은 데이터를 다룬다.
아무리 복잡한 애플리케이션이라 해도 데이터를 입력 받아 처리하고 그 결과를 출력 하는 것이 전부다.
변수는 프로그래밍 언어에서 데이터를 관리하기 위한 핵심 개념이다.

Intro

10 + 20

자바스크립트를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진도 사람과 유사하게 위 자바스크립트 코드를 실행한다.

1. 자바스크립트 엔진이 위 자바스크립트 코드를 계산(평가)하려면 먼저 10,20,+ 라는 기호(리터럴, 연산자)의 의미를 알고 있어야한다.

2. 10 + 20 이라는 식(표현식)의 의미도 해석(파싱) 할 수 있어야한다.

3. 자바스크립트 엔진이 10 + 20 이라는 식의 의미를 해석하면 + 연산자의 좌변과 우변의 숫자 값, 즉 피연산자를 기억한다.

   사람의 계산과 기억을 모두 두뇌에서 하지만, 컴퓨터는 연산과 기억을 수행하는 부품이 나눠져 있다. 컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

메모리

• 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀의 집합체 이다.
• 메모리 셀 하나의 크기는 1바이트(8비트)이며, 컴퓨터는 메모리 셀의 크기, 즉 1바이트 단위로 데이터를 저장하거나 읽어 들인다.
• 각 셀은 고유의 메모리 주소를 갖는다. 메모리 주소는 메모리 공간의 위치를 나타내며, 0부터 시작해서 메모리의 크기만큼 정수로 표현된다.
  (예 4GB 메모리는 0부터 4,294,967,295 (0x00000000 ~ 0xFFFFFFFF) 까지 의 메모리 주소를 갖는다.)

1K = 1024Byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB

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

  ...

  10(메모리 주소 0x000000F2)

  ...

  20(메모리 주소 0x00001332)

  ...

  30(메모리 주소 0x0669F913)

• 위 예제의 숫자 값 10과 20은 메모리 상의 임이의 위치(메모리 주소) 에 기억(저장)되고 CPU는 이 값을 읽어들여 연산을 수행한다.

• 연산 결과로 생성된 숫자 값 30도 메모리 상의 임의의 위치에 저장된다.

• 위 예시에는 메모리에 저장된 숫자 값을 10진수로 표기했지만 메모리에 저장되는 모든 값은 2진수로 저장된다.

🚨 성공적으로 연산이 끝났고 연산 결과도 메모리에 저장되었지만 문제가 있다. CPU가 연산해서 만들어낸 숫자 값 30을 재사용할 수 없다는 것이다.

만약 연산 결과 30을 재사용하고 싶다면 메모리 주소를 통해 연산 결과 30이 저장된 메모리 공간에 직접 접근하는 것 외에는 방법이 없다.

메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하는 것은 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 높은 매우 위험한 일이다. 만약 실수로 운영체제가 사용하고 있는 값을 변경하면 시스템을 멈추게 하는 치명적인 오류가 발생할 수 있다.
따라서! 자바스크립트는 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다.

if 자바스크립트가 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용한다면?

• 값이 저장될 메모리 주소는 코드가 실행될 때 메모리의 상황에 따라 임의로 결정된다. 따라서 동일한 컴퓨터에서 동일한 코드를 실행해도 코드가 실행될 때마다 값이 저장될 메모리 주소는 변경된다.
• 코드가 실행되기 이전에는 값이 저장된 메모리 주소를 알 수 없다.
• 메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하려는 시도는 올바른 방법이 아니다.

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공한다.

변수

• 변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다.
• 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름이다.
• 상직적 이름인 변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 저장된 메모리 공간의 주소로 치환되어 실행된다.
• 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.

var result = 10 + 20

• 앞서 살펴본 코드를 변수를 사용해 다시 작성해 보았다.

  ...

  10(메모리 주소 0x000000F2)

  ...

  20(메모리 주소 0x00001332)

  ...

  30 (result(변수이름)) -> (메모리 주소 0x0669F913)

• 메모리 공간에 저장된 값을 식별할 수 있는 고유한 이름(위 예제에서는 result)을 변수이름(또는 변수명)이라 한다.
• 그리고 변수에 저장된 값(위 예제에서는 30) 을 변수 값이라고 한다,
• 변수에 값을 저장하는 것을 할당(대입,저장)이라하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 참조라고 한다.
• 변수 이름은 사람을 위해 사람이 이해할 수 있는 언어로 값이 저장된 메모리 공간에 붙인 상징정인 이름이다.
• 변수 이름을 이용해 참조를 요청하면 자바스크립트 엔진은 변수 이름과 매핑된 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근해서 저장된 값을 반환한다.

4.2 식별자

• 변수 이름을 식별자라고도한다.

• 식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말한다.

• 식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 매핑 정보도 메모리에 저장되어야한다.

• 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있다.

• 즉, 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있다.

  식별자라는 용어는 변수 이름에만 국한해서 사용하지 않는다.
  예를 들어, 변수,함수,클래스 등의 이름은 모두 식별자다.
  식별자인 변수 이름으로는 메모리 상 에 존재하는 변수 값을 식별할 수 있고 함수 이름으로는 메모리 상에 존재하는 함수(자바스크립트에서 함수는 값이다)를 식별할 수 있다.
  즉, 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부른다.
  변수, 함수, 클래스 등의 이름과 같은 식별자는 네이밍 규칙을 준수해야하며, 선언에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알린다.

  4.3 변수 선언

• 변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말한다.

• 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장할 수 있게 준비하는것이다.

• 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제 되기 전까지는 누구도 확보된 메모리 공간을 사용할 수 없도록 보호되므로 안전하게 사용할 수 있다.

• 변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수를 선언할 떄는 var, let,const 키워드를 사용한다.

  ES5 vs ES6
  var 키워드는 여러 단점이 있다. var 키워드의 여러 단점 중에서 가장 대표적인 것이 블록 레벨 스코프를 지원하지 않고 함수 레벨 스코프를 지원한다는것이다. 이로 인해 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 심각한 부작용이 발생하기도 한다.
  ES5와 ES6는 서로 상관없는 별개의 사양이 아니다. ES6 이전 사양으로 구현된 코드는 ES6기반의 자바스크립트 엔진에서 모두 정상적으로 동작한다.
  즉, ES6는 기본적으로 하위 호환성을 유지하면서 ES5의 기반 위에 새로운 기능을 추가한것이다. 다시말해 ES6는 ES5의 상위 집합이다.

var 키워드는 뒤에 오는 변수이름으로 새로운 변수를 선언할 것을 지시하는 키워드다.

var score; //변수 선언(변수 선언문)

키워드
키워드는 자바스크립트 코드를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진이 수행할 동작을 규정한 일종의 명령어다. 자바스크립트 엔진은 키워드를 만나면 자신이 수행해야 할 약속된 동작을 수행한다. 예를 들어, var 키워드를 만나면 자바스크립트 엔진은 뒤에 오는 변수 이름으로 새로운 변수를 선언한다.

• 변수 선언문은 변수 이름을 등록하고 값을 저장할 메모리 공간을 확보한다.
• 변수를 선언한 이후, 아직 변수에 값을 할당하지 않았다. 따라서 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 비어 있을 것으로 생각할 수 있으나 확보된 메모리 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화 된다.

  undefined
  자바스크립트에서 제공하는 원시 타입의 값이다.

자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같은 2단계에 거쳐 수행한다.
1. 선언 단계: 변수 이름을 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알린다.
2. 초기화 단계: 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화한다.

변수 이름은 어디에 등록되는가?
변수 이름을 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다. 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 ㅜ이해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관ㄹ하는 영역이다. 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.

4.4 변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅이라한다.
var,let,const,function, function*, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자는 호이스팅된다. 모든 선언문은 런타임 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

conosle.log(score); //undefined;
var score; //변수 선언문

4.5 값의 할당

var score; //변수 선언
score = 80; //값의 할당

var score = 80; //변수 선언과 값의 할당

// 두 코드는 정확히 동일하게 동작한다.

변수 선언: 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 실행
값의 할당: 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행

1. 변수 선언 (undefined로 초기화)
2. 변수에 80 재할당

• 변수에 값을 할당할 때는 이전 값 undefined가 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 할당 값 80을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그곳에 할당 값 80을 저장한다.

4.6 값의 재할당

이미 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 또다시 할당하는것

var score = 80; //변수 선언과 값의 할당
score = 90; // 값의 재할당

undefined -> 80 -> 90
변수에 값을 재할당 하면 score 변수의 값은 이전값 80에서 재할당한 값 90으로 변경된다. 처음 값을 할당했을 때와 마찬가지로 이전 값 80이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 숫자 값 90을 저장한다.

어떤 식별자와도 연결되어있지 않는 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 헤제된다. 단, 메모리에서 언제 해제 될지는 예측불가능

가비지 콜렉터
가비지 콜렉터는 애플리케이션이 할당한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제 하는 기능을 말한다. 더 이상 사용되지 않는 메모리란 간단히 말하자면 어떤 식별자도 참조하지 않는 메모리 공간을 의미한다. 자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로서 가비지 콜렉터를 통해 메모리 누수를 방지한다.