[JS-Deepdive] 14장 전역 변수의 문제점

14장 전역 변수의 문제점

01. 변수의 생명 주기(life cycle)

01-01. 지역 변수의 생명 주기

• 변수는 생성되고 소멸되는 생명주기가 있다.
• 변수에 생명주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다.
• 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.
• 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

var x = "global";

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

foo();
console.log(x); // global

위 예제처럼 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.
지역 변수의 호이스팅은 지역 변수의 선언이 지역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작한다.
호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 말한다.

01-02. 전역 변수의 생명 주기

• 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다. === 특별한 진입점 없이 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다.
• 전역 코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.
• 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.
• 브라우저 환경에서 전역 객체는 window이므로 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다. 이는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하다.
• 즉, var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.

전역 객체(global object)

전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체다.
전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다. 환경에 따라 전역 객체를 가리키는 다양한 식별자(window, self, this, frames, global)가 존재했으나 ES11에서 globalThis로 통일되었다.
전역 객체는 표준 빌트인 객체(Object, Stirng, Number, Function, Array...)와 환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 Web API 또는 Node.js의 호스트 API), 그리고 var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

02. 전역 변수의 문제점

• 암묵적 결합(implicit coupling)
  • 전역 변수를 선언한 의도는 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다.
  • 이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결함을 허용하는 것이다.
  • 변수의 유효 범위가 크면 클수록 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.
• 긴 생명주기
  • 전역 변수는 생명 주기가 길다. 따라서 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.
  • 또한 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다.
  • var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 이름이 중복될 가능성이 있다.
  • 변수 이름이 중복되면 의도치 않은 재할당이 이뤄진다.
• 스코프 체인 상에서 종점에 존재
  • 전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다.
  • 이는 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 말한다.
  • 즉, 전역변수의 검색 속도가 가장 느리다.
• 네임스페이스 오염
  • 자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 것이다.
  • 다른 파일 내에서 동일한 이름의 전역 변수나 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

03. 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

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

03-01. 즉시 실행 함수

• 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.
• 이러한 특성을 이용해 전역 변수의 사용을 제한하는 방법이다.
• 라이브러리 등에 자주 사용된다.

(function () {
  var foo = 10; // 즉시 실행 함수의 지역 변수
  // ...
});

console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined

03-02. 네임스페이스 객체

• 전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다.
• 또 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 계층적으로 구성할 수도 있다.
• 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용해 보이지는 않는다.

var MYAPP = {};

MYAPP.person = {
  name: "Kim",
  address: "Seoul",
};

console.log(MYAPP.person.name); // Kim

03-03. 모듈 패턴

• 모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.
• 모듈 패턴은 클로저를 기반으로 동작한다.
• 전역 변수의 억제와 캡슐화 까지 구현 가능
  • 캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을말한다.
  • 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉 이라 한다.

/*
Counter 변수에는 즉시 실행함수로 생성된 클래스 느낌의 객체가 값으로 할당되어 있다.
반환하는 public 한 성질의 메서드들은 외부에서 참조 가능
반환하지 않고 즉시 실행 함수 내부에서 선언되어 있는 변수는 private 한 성질을 가져, 외부에서 참조 불가능
*/
var Counter = function () {
  // private 변수
  var num = 0;

  // 외부로 공개할 데이터나 메서드 프로퍼티를 추가한 객체를 반환
  return {
    increase() {
      return ++num;
    },
    decrease() {
      return --num;
    },
  };
}; // 이부분 함수가 즉시실행으로 들어가야 하지만 작성중 lint 이슈로 수정되어버림

// private 변수는 외부로 노출되지 않는다.
console.log(Counter.num); // undefined

console.log(Counter.increase()); // 1
console.log(Counter.increase()); // 2
console.log(Counter.decrease()); // 1
console.log(Counter.decrease()); // 0

03-04. ES6 모듈

• ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. 따라서 ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.
• 모던 브라우저에서 사용할 수 있다.
• 스크립트 태그에 type-"module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.
• 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다.

<script type="module" src="lib.mjs"></script>
<script type="module" src="app.mjs"></script>