14 전역 변수의 문제점

연우·2024년 11월 13일
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14.1 변수의 생명 주기

14.1.1 지역 변수의 생명 주기

  • 변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖으며 언젠간 소멸한다.
  • 변수는 생성되고 소멸되는 생명 주기가 있다.
  • 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 이상 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.
  • 변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.
  • 전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다
  • 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.
function foo(){
	var x = 'local';
    console.log(x); // local
    retunr x;
}

foo();
console.log(x); // ReferenceError
  • 지역 변수 x는 foo 함수가 호출되기 이전까지는 생성되지 않는다.
  • 변순 선언은 선언문이 어디에 있든 상관없이 가장 먼저 실행된다.
  • 런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 실행된다.
  • 엄밀히 말하자면 위 설명은 전역 변수에 한정된 것이다.
  • 함수 내부에서 선언한 변수는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체의 코드가 순차적으로 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.
  • 위 예제에서 foo 함수를 호출하면 함수 몸체의 다른 문들이 순차적으로 실행되기 이전에 x 변수의 선언문이 자바스크립트 엔진에 의해 가장 먼저 실행되어 x 변수가 선언되고 undefined로 초기화된다.
  • 그 후, 함수 몸체를 구성하는 문들이 순차적으로 실행되고 변수 할당문이 실행되면 x 변수에 값이 할당된다.
  • 그리고 함수가 종료하면 x 변수도 소멸되어 생명주기가 종료된다.
  • 지역 변수 x는 함수 foo 함수가 호출되어 실행되는 동안에만 유효한다.
  • 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.

14.1.2 전역 변수의 생명 주기

  • 함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다.
  • 전역 코드는 함수 호출과 같이 전역 코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다.
  • 함수는 함수 몸체의 마지막 문 또는 반환문이 실행되면 종료한다.
  • 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.
  • var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼ㅗ티가 된다.
  • 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치하다는 것을 말한다.
  • 전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다 먼저 생성되는 특수한 객체다.
  • 전역 객체는 클라이언트 사이트(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다.
  • 환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자가 존재했으나 ES11에서 globalThis로 통일되었다.
  • 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다.
  • 전역 객체 window는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하므로 전역 변수도 웹페이지를 닫을 때까지 유효하다
  • var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전연 객체의 생명주기와 일치한다

14.2 전역 변수의 문제점

암묵적 결합

  • 전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 잇는 변수를 사용하겠다는 것이다.
  • 이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하는 것이다.
  • 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다

긴 생명 주기

  • 전역 변수는 생명주기가 길다
  • 따라서 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.
  • 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다.
  • var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있다
  • 변수 이름이 중복되면 의도치 않은 재할당이 이뤄진다.

스코프 체인 상에서 종점에 존재

  • 전역 변수는 스포크 체인 상에서 종점에 존재한다.
  • 이는 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 말한다.
  • 즉, 전역 변수의 검색속도가 가장 느리다.

네임스페이스 오염

  • 자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다.
  • 따라서 파일 내애서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

14.3 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

  • 전역 변수의 무분별한 사용은 위험하다.
  • 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용해야 한다.
  • 변수의 스코프는 좁을수록 좋다

14.3.1 즉시 실행 함수

  • 함수 정의와 동시에 호출 되는 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출된다.
  • 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.
function (){
	var foo = 10;
}

14.3.2 네임스페이스 객체

  • 전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다.
var MYAPP = {} // 전역 네임스페이스 객체

MYAPP.name = 'Lee';

console.log(MYAPP.name) // Lee
  • 네임스페이스 객체에 또 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 네임스페이스를 계층적으로 구성할 수도 있다.
  • 네임스페이스를 분리해서 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수의 해당 되므로 그다지 유용해 보이지는 않는다.

14.3.3 모듈 패턴

  • 모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.
  • 모듈 패턴은 자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다.
  • 모듈 패턴의 특징은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있다는 것이다.
  • 캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.
  • 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하는데 이를 정보 은닉이라 한다.
  • 대부분의 객체 지향 프로그래밍 언어는 클래스를 구성하는 멤버에 대해 public, private, protected 등의 접근 제한자를 사용해 공개 범위를 한정할 수 있다.
  • public으로 선언된 데이터 또는 메서드는 외부에서 접근이 가능
  • private으로 선언된 경우는 외부에서 접근할 수 없고 내부에서만 사용된다.
  • 하지만 자바스크립트는 접근 제한자를 제공하지 않는다.
  • 모듈 패턴은 전역 네임스페이스의 오염을 막는 기능은 물론 한정적이기는 하지만 정보 은닉을 구현하기 위해 사용한다.
var Counter = ( function () {
	 // private 변수
     var num = 0;
     
     // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환한다.
     return {
     	increase(){
        	return ++num;
        },
        decrease(){
        	return --num;
        }
     };
}());

// private 변수
console.log(Counter.num); // undefined

// public 뵨수
console.log(Couter.increase()); // 1
console.log(Couter.decrease()); // 0

14.3.4 ES6 모듈

  • ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.
  • ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.
  • 따라서 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.
  • script 태그에 type-"module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 작동한다
  • 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다
<script type="module" src="lib.mjs"></script>
  • ES6 모듈은 IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않는다.

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