[JS-Deepdive] 04장 변수 Variable

04장 변수

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

1. 동작원리

• 컴퓨터, 조금 더 정확히 표현하면 자바스크립트를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진도 사람과 유사하게 코드를 실행한다.
• 코드를 계산하기 위해 연산자, 표현식 등의 의미를 해석(파싱)하며 CPU를 사용하여 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.
• 값이 저장되는 각 셀은 고유의 메모리 주소를 갖는다. (ex. 0x0000000 ~ 0xFFFFFFF)
• 컴퓨터는 연산을 수행하는 과정에서 주어진 숫자값과 연산 결과로 생성되는 숫자값 모두 메모리 상의 임의의 위치에 저장하게 된다.
• 이때, 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류와 관계없이 모두 2진수로 저장된다.
• 연산을 마친 값 또한 메모리에 저장되지만 재사용하기 위해서는 연산결과가 저장된 메모리 공간에 직접 접근하여야 사용 가능하다.
• 하지만 이는 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 매우 높은 위험한 행위이다. (따라서 자바스크립트는 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않음)
• 직접적인 접근을 하영하더라도 임의로 결정되는 메모리 주소를 추척하는것은 쉽지 않음
• 따라서 프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어들여 재사용하기 위해 변수하는 메커니즘을 제공한다.

변수 = 저장된 값을 참조하는 메커니즘으로, 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름

2. 식별자

• 변수 이름을 식별자(identifier) 라고도 한다.
• 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있다.
• 즉, 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있다.
• 변수, 함수, 클래스 등과 같이 메모리 상에 어떠한 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자 라고 부른다.
• 식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며, 선언(declaration)에 의해 존재를 알린다.

result (변수이름) === 0x0669F913 (메모리 주소) === 30 (저장된 값)

3. 변수 선언

• 변수 선언이란 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보(allocate)하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결(name binding)해서 값을 저장할 수 있게 하는것이다.
• 변수선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제(release)되기 전까지는 누구도 확보된 메모리 공간을 사용할 수 없도록 보호된다.

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

3-1. var 키워드

• 아직은 다뤄보지 않은 내용이지만 var 키워드는 여러 단점이 존재한다. 가장 대표적으로 block-level scope를 지원하지 않고 function-level scope를 지원한다는 것이다.
• 이로 인해 의도치 않게 전역 변수가 선언되어 부작용이 일어나기도 한다.

이러한 var 키워드의 여러 단점을 보완하기 위해서 ES6에서는 let과 const 키워드를 도입하였다.

3-2. 예제 04-04

var score; // 변수 선언

• 변수 선언문으로 변수 이름을 등록하고 메모리 공간을 확보
• 값이 할당되지 않은 메모리 공간은 비어있을 것으로 생각할 수 있으나 혹보된 메모리 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화된다. (자바스크립트의 특징)
• 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 2단계에 거쳐 수행한다
  • 선언 단계: 변수 이름을 등록해서 자바스크립트 엔진에 변수의 존재를 알림
  • 초기화 단계: 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화 한다.
• 만약 초기화 단계를 거치지 않으면 확보된 메모리 공간에는 이전 사용 이력이 남아 있을 수 있다. === 쓰레기 값 (garbage value)
• 자바스크립트의 var 키워드는 암묵적으로 초기화를 수행하므로 이러한 위험으로부터 안전하다.
• 선언하지 않은 식별자에 접근하면 ReferenceError(참조 에러) 가 발생한다.

[ 🔎 ] 변수 이름은 어디에 등록되는가?

모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록된다.

• 실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.
• 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리한다.
• 변수 이름과 변수 값은 실행 컨텍스트 내에 key / value 형식인 객체로 등록되어 관리된다.

4. 변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

4-1. 예제 04-05

// 변수 선언문보다 변수를 참조하는 코드가 앞에 있는 경우
console.log(score); // undefined

var score; // 변수 선언문

인터프리터 언어인 자바스크립트는 한 줄씩 순차적으로 코드를 실행하므로 console.log(score)가 실행되는 시점에는 참조 에러(ReferenceError)가 발생할 것 처럼 보이지만 undefined가 출력된다.

⭐️ 이러한 현상의 이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

• 자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
• 이때 소스코드 실행을 위한 준비 단계인 평가 과정에서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문(변수 선언문, 함수 선언문 등)을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행한다.
• 소스코드의 평가 과정이 끝나면 비로소 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다.
• 즉, 자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행하므로 어디에 위치하는지와 상관없이 어디서든지 변수를 참조할 수 있다.

이처럼 변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅(variable hoisting)이라 한다.

변수 선언뿐 아니라 var, let, const, function, function*, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)는 호이스팅 된다. === 런타임 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문

5. 값의 할당

5-1. 예제 04-06 & 07

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

또는;
var score = 80; //변수 선언과 값의 할당

자바스크립트 엔진은 변수 선언과 값의 할당을 하나의 문으로 단축 표현해도 변수 선언과 값의 할당을 2개의 문으로 나누어 각각 실행한다.
이때 주의할 점은 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점이 다르다는 것이다.
변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다.

5-2. 예제 04-10

console.log(score);

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

console.log(score);

// undefined
// 80

이미 메모리가 확보되고 초기화 되어있는 상태에서 값의 할당이 들어오므로 80으로 값이 나오는건가...?

6. 값의 재할당

• var 키워드로 선언한 변수는 값을 재할당 할 수 있다.
• var 키워드로 선언한 변수는 선언과 동시에 undefined로 초기화되기 때문에 처음으로 값을 할당하는 것도 사실은 재할당이다.
• 만약 값을 재할당 할 수 없으면 변수가 아닌 상수(constant)라 한다.
• 재할당으로 인해 어떠한 변수도 가지지 못하게 된 이전 값들은 아무도 사용하고 있지 않고 불필요한 값으로 남게 된다면 이러한 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제된다. 단, 메모리에서 언제 해제된지는 예측할 수 없다.

가비지 콜렉터(garbage collector)

가비지 콜렉터는 애플리케이션이 할당(allocate)한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제(release)하는 기능을 말한다.

7. 식별자 네이밍 규칙

• 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 달러 기호($)를 포함할 수 있다.
• 단, 식별자는 특수문자를 제외한 문자, 언더스코어(_), 달러 기호($)로 시작해야 한다. 숫자로 시작하는 것은 허용하지 않는다.
• 예약어는 식별자로 사용할 수 없다. === 프로그래밍 언어에서 사용되고 있거나 사용될 예정인 단어 (ex. const, var, let, null)

7-1. 네이밍 컨벤션

네이밍 컨벤션은 하나 이상의 영어 단어로 구성된 식별자를 만들 때 가독성 좋게 단어를 한눈에 구분하기 위해 규정한 명명 규칙이다.

// 카멜 케이스 camelCase
var firstName;

// 스네이크 케이스 snake_case
var first_name;

// 파스칼 케이스 PascalCase
var FirstName;

// 헝가리안 케이스 typeHungarianCase
var strFirstName; // type + identifier
var $elem = document.getElementById("myId"); // DOM 노드
var observable$ = fromEvent(document, "click"); // RxJS 옵저버블

자바스크립트에서는 일반적으로
변수나 함수의 이름에는 camelCase
생성자 함수, 클래스의 이름에는 PascalCase를 사용한다.

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QnA 진행 내용

1. 변수 선언단계와 값이 할당되는 단계의 코드 실행시점을 런타임 관점에서 말씀해주세요.

• 런타임 이전에 변수 선언은 완료되어 있고 인터프리터에서 변수 선언을 제외한 나머지의 코드가 순차적으로 동작하게 됩니다.
• 먼저 실행 컨텍스트에서 코드 평가 단계와 코드 실행 단계로 나뉩니다.
  1. 코드 평가 단계: 변수가 선언됩니다. 이때, var은 선언과, 초기화가 진행됩니다.
  2. 코드 실행 단계: 변수가 할당됩니다. 이때, let, const는 초기화, 할당이 일어납니다.
  3. let, const의 경우, var과 달리 호이스팅이 발생 함에도, typeerror가 발생하고, undfined 그러니까 호이스팅이 발생하지 않는 것 처럼 보이는 이유입니다.
• 변수 선언은 런타임 이전에 실행되어 실행 컨텍스트에 등록된다. 값의 할당은 런타임 시점에 실행된다.

2. 변수가 필요한 이유는 무엇인가요?

• 이는 함수가 필요한 이유와도 밀접한 연관이 있습니다.
  매번 새로운 상수를 선언하고 할당하게 되면, 이전에 선언되었던 메모리를 다시 활용할 수 없게 되어 메모리 공간 관점에서 매우 불리하게 됩니다.
  따라서, 변수를 사용한다고 할 수 있습니다
• 개발자가 메모리 공간에 직접 접근하는 것이 불가능하기 때문에 변수를 통해서 메모리에 간접적으로 접근하며 값을 재사용하기 위해서 필요하다.
• 변수를 사용함으로써 코드 재활용성을 높이고 중복을 제거함으로써 유지보수가 쉬워진다.
• 메모리 주소에 할당되어 있는 값을 참조하기 위해 사용합니다

3. 자바스크립트에서의 변수 선언을 단계적으로 설명해주세요

• 선언 -> 초기화 -> 할당
• 실행 컨텍스트에 의해서 식별자 정보를 수집한다. 이때 var의 경우에는 선언과 동시에 초기화가 이루어지고 let, const의 경우 선언만 이루어 진다. 이후 인터프리터에 의해 할당문이 실행되면서 초기화가 이루어진다.