모던 자바스크립트 Deep Dive - 13 스코프

해당 게시물은 모던 자바스크립트 Deep Dive 책을 인용 및 참고하여 작성했음을 알려드립니다.

스코프

스코프란?

• 모든 식별자(변수명, 함수명, 클래스명)는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정되는데 이것을 스코프라고 한다.

• 스코프는 식별자가 유효한 범위다.

렉시컬 환경, 실행 컨텍스트?
코드가 어디서 실행되는지, 주변에 어떤 코드가 있는지를 렉시컬 환경이라 부른다. 코드의 문맥은 렉시컬 환경으로 이루어진다. 이것을 구현한 게 실행 컨텍스트이며, 모든 코드는 실행 컨텍스트에서 평가되고 실행된다. 스코프는 실행 컨텍스트와 깊은 관련이 있다.

• 동일한 이름을 가진 식별자이지만 스코프가 다른 별개의 변수의 예제를 보자.

  var x = "global";
  
  function foo() {
    var x = "local";
    console.log(x); // "local"
  }
  
  foo();
  
  console.log(x); // "global"

  x 변수는 이름이 동일하지만 유효한 범위(스코프)가 다른 별개의 변수다.
  스코프가 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 내에서 하나 밖에 사용할 수 없을 것이다.

• 식별자는 값을 구별할 수 있어야 되므로 유일해야 한다. 따라서 식별자(변수 이름)은 중복될 수 없고 하나의 값은 유일한 식별자에게 연결 되어야 한다. 컴퓨터에 폴더(디렉터리) 별로 파일을 생성하듯이 프로그래밍 언어에서도 스코프(유효 범위)를 통해 변수 이름 충돌을 방지한다.

• 스코프는 네임스페이스다.

• var 키워드는 같은 스코프 내에서 중복 선언이 허용되기 때문에 변수값이 재할당 되는 부작용이 존재한다.

  function foo() {
    var x = 1;
    var x = 2;
  
    console.log(x); // 2
  }
  
  foo();

• let, const 키워드는 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.

  function bar() {
    let x = 1;
    let x = 2; // SyntaxError
  }
  
  bar();

스코프의 종류

• 코드는 전역(global)과 지역(local)으로 구분할 수 있음.

  • 변수는 자신이 선언된 위치에 의해 유효한 범위인 스코프가 결정된다.
    전역에 선언된 변수는 전역 스코프를 갖는 전역 변수, 지역에 선언된 변수는 지역 스코프를 갖는 지역 변수다.
  • 전역 변수는 어디서든지 참조 가능하다.
    • 전역 : 코드의 가장 바깥 영역, 전역 스코프, 전역 변수
  • 지역 변수는 자신의 지역 스코프, 하위 지역 스코프에서 유효하다.
    • 지역 : 함수 몸체 내부, 지역 스코프, 지역 변수

스코프 체인

• 함수는 중첩될 수 있으므로 함수의 지역 스코프도 중첩 가능하다. 스코프가 함수의 중첩에 의해 계층적 구조를 갖는다. 외부 함수의 지역 스코프를 중첩 함수의 상위 스코프라 한다.

  function outer() {
    console.log("외부함수, outer function");
    function inner() {
      console.log("중첩함수, nested function");
    }
  }

  inner 함수는 outer 함수의 중첩 함수다. outer 함수가 만든 지역 스코프는 inner 함수가 만든 지역 스코프의 상위 스코프다. outer 함수 지역 스코프의 상위 스코프는 전역 스코프다.

• 모든 지역 스코프의 최상위 스코프는 전역 스코프다. 스코프가 계층적으로 연결된 것을 스코프 체인이라 한다.

• 변수를 참조할 때 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 통해 해당 코드 스코프에서 시작하여 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색(identifier resolution)한다.

• 자바스크립트 엔진은 렉시컬 환경(Lexical Environment)을 실제로 생성하기 때문에 스코프 체인은 물리적인 실체로 존재한다. 변수 선언이 실행되면 변수 식별자가 렉시컬 환경에 키로 등록되고, 변수 할당이 일어나면 렉시컬 환경에 있는 변수 식별자에 해당하는 값을 변경한다.

렉시컬 환경
스코프 체인은 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 단방향으로 연결한 것이다. 전역 렉시컬 환경은 코드가 로드되면 곧바로 생성된다. 함수의 렉시컬 환경은 함수가 호출되면 곧바로 생성된다.

• 자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 변수를 검색한다. 하위 스코프로 내려가면서 검색하는 일은 절대 없다. 이것은 상위 스코프에서 유효한 변수는 하위 스코프에서 자유롭게 참조 가능하지만, 하위 스코프에서 유효한 변수를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 뜻한다.

• 스코프의 계층적 구조는 부자 관계로 이루어진 상속과 유사하다.

함수 레벨 스코프

• var 키워드로 선언된 변수는 함수 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프라 한다.

  • 따라서 아래 예제에서 if문 안에 있는 x는 코드 블록 내에서 선언되었지만 전역 변수다. 의도치 않은 값의 변경이 발생한다.

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

  • 하지만 아래 예제에서 함수 몸체 안에 있는 x는 지역 스코프로 인정되기 때문에 의도치 않은 값의 변경이 발생하지 않았다.

  var x = 1;
  
  function foo() {
    var x = 10;
  }
  
  foo();
  
  console.log(x); // 1

• var 키워드로 선언된 변수는 함수 코드 블록만을 지역 스코프로 인정하지만 ES6에서 도입된 let, const 키워드는 블록 레벨 스코프를 지원한다.

렉시컬 스코프

• 프로그래밍 언어는 일반적으로 아래 두 가지 방식 중 하나의 방식으로 함수 상위 스코프를 결정한다.

  • 함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수 상위 스코프를 결정 => 동적 스코프
  • 함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수 상위 스코프를 결정 => 렉시컬 스코프

• 동적 스코프(dynamic scope) 는 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될 지 알 수 없다. 따라서 함수가 호출되는 시점에 동적으로 상위 스코프를 결정해야 하기 때문에 동적 스코프라 부른다.

• 렉시컬 스코프(lexical scope) 또는 정적 스코프(static scope) 는 함수 정의가 평가되는 시점에 상위 스코프가 정적으로 결정되기 때문에 정적 스코프라 부른다.

  • 자바스크립트와 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

• 자바스크립트는 함수를 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정하는 렉시컬 스코프를 따른다. 함수가 호출된 위치는 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 않는다. 따라서 함수의 상위 스코프는 언제나 자신이 정의된 스코프다.

• 함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다. 함수 정의(선언문, 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 기억하는 이유는 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

• 아래 예제를 살펴보자.

  var x = 1;
  
  function foo() {
    var x = 10;
    bar();
  }
  
  function bar() {
    console.log(x);
  }
  
  foo(); // 1
  bar(); // 1

  1. 함수 선언문으로 정의된 bar 함수는 전역 코드가 실행되기 전에 먼저 평가되어 함수 객체를 생성한다.
  2. 생성된 함수 객체는 자신이 정의된 스코프인 전역 스코프를 기억한다.
     (bar 함수는 전역에서 정의된 함수이기 때문)
  3. bar 함수가 호출되면 호출된 곳이 어디인지 관계없이 기억하고 있는 전역 스코프를 상위 스코프로 사용한다.
  4. 따라서 전역 변수 x의 값 1을 두 번 출력한다.