오늘 한 것

원시값과 객체의 비교

원시 타입과 객체 타입은 크게 세 가지 측면에서 다르다.

원시 타입의 값은 변경 불가능한 값(immutable value)이다. 객체(참조) 타입의 값은 변경 가능한 값(mutable value)이다.
원시값을 변수에 할당하면 변수(확보된 메모리 공간)에는 실제 값이 저장된다. 객체를 변수에 할당하면 변수에는 참조값이 저장된다.
원시값을 갖는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 원시값이 복사되어 전달된다. 이를 값에 의한 전달(pass by value)이라 한다. 객체를 가리키는 변수를 다른 변수에 할당하면 원본의 참조값이 복사되어 전달된다. 이를 참조에 의한 전달(pass by reference)이라 한다.

원시값

원시값은 변경 불가 값, 읽기 전용 값이다. 원시값의 이러한 특성을 불변성(immutability)이라 한다. 때문에 원시값은 데이터의 신뢰성을 보장한다.

// const 키워드를 사용해 선언한 변수는 재할당이 금지된다. 상수는 재할당이 금지된 변수일 뿐이다.
const o = {};

// const 키워드를 사용해 선언한 변수에 할당한 원시값(상수)은 변경할 수 없다.
// 하지만 const 키워드를 사용해 선언한 변수에 할당한 객체는 변경할 수 있다.
o.a = 1;
console.log(o); // {a: 1}

원시값을 할당한 변수에 새로운 값을 재할당하면 메모리 공간에 저장되어 있는 원시값을 변경하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간 확보 후 재할당한 원시값을 저장하고 변수는 새롭게 재할당한 원시값을 가리킨다.

문자열도 원시값이다.

var str = "string";

// 문자열은 유사 배열이므로 배열과 유사하게 인덱스를 사용해 각 문자에 접근할 수 있다.
// 하지만 문자열은 원시값이므로 변경할 수 없다. 이때 에러가 발생하지 않는다.
str[0] = "S";

console.log(str); // string

변수에 새로운 문자열을 재할당하는 것은 물론 가능하다. 이는 기존 문자열을 변경하는 것이 아니라 새로운 문자열을 새롭게 할당하는 것이기 때문이다.

객체

객체는 프로퍼티의 개수가 정해져 있지 않으며, 동적으로 추가되고 삭제할 수 있다. 또한 프로퍼티의 값에도 제약이 없다. 따라서 객체는 원시값과 같이 확보해야 할 메모리 공간의 크기를 사전에 정해 둘 수 없다.
객체를 생성하고 프로퍼티에 접근하는 것도 원시값과 비교할 때 비용이 많이 드는 일이다. 따라서 객체는 원시값과는 다른 방식으로 동작하도록 설계되어 있다.

javascript 객체 관리 방식

자바스크립트 객체는 프로퍼티 키를 인덱스로 사용하는 해시 테이블이라고 생각할 수 있다.
자바, C++ 같은 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어는 사전에 정의된 클래스를 기반으로 객체(인스턴스)를 생성한다. 객체를 생성하기 이전에 이미 프로퍼티와 메서드가 정해져 있으며 그대로 객체를 생성한다. 객체가 생성된 이후에는 프로퍼티를 삭제하거나 추가할 수 없다.
자바스크립트는 클래스 없이 객체를 생성할 수 있으며 객체가 생성된 이후라도 동적으로 프로퍼티와 메서드를 추가할 수 있다. 이는 사용하기 매우 편리하지만 성능 면에서는 이론적으로 클래스 기반 객체지향 프로그래밍 언어의 객체보다 생성과 프로퍼티 접근에 비용이 더 많이 드는 비효율적인 방식이다.
따라서 V8 자바스크립트 엔진에서는 프로퍼티에 접근하기 위해 동적 탐색(dynamic lookup) 대신 히든 클래스(hidden class)라는 방식을 사용해 C++ 객체의 프로퍼티에 접근하는 정도의 성능을 보장한다. 히든 클래스는 자바와 같이 고정된 객체 레이아웃(클래스)과 유사하게 동작한다.

히든 클래스에는 다음과 같은 특징이 있습니다.

객체는 반드시 하나의 히든 클래스를 참조한다.
히든 클래스는 각 프로퍼티에 대해 메모리 오프셋을 가지고 있다.
동적으로 새로운 프로퍼티가 만들어질 때, 혹은 기존 프로퍼티가 삭제되거나 기존 프로퍼티의 데이터 타입이 바뀔 때는 신규 히든 클래스가 생성되며, 신규 히든 클래스는 기존 프로퍼티에 대한 정보를 유지하면서 추가적으로 새 프로퍼티의 오프셋을 가지게 된다.
히든 클래스는 프로퍼티에 대해 변경이 발생했을 때 참조해야 하는 히든 클래스에 대한 정보를 갖는다.
객체에 새로운 프로퍼티가 만들어지면, 현재 참조하고 있는 히든 클래스의 전환 정보를 확인한 후, 현재 프로퍼티에 대한 변경이 전환 정보의 조건과 일치하면, 객체의 참조 히든 클래스를 조건에 명시된 히든 클래스로 변경시킨다.

변경 가능한 값

객체(참조) 타입의 값, 즉 객체는 변경 가능한 값(mutable value)이다.
객체를 할당한 변수가 기억하는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근하면 참조값(reference value)에 접근할 수 있다. 참조값은 생성된 객체가 저장된 메모리 공간의 주소, 그 자체이며 참조값을 통해 실제 객체에 접근한다.

// 할당이 이뤄지는 시점에 객체 리터럴이 해석되고, 그 결과 객체가 생성된다.
var person = {
  name: "Lee",
};

// person 변수에 저장되어 있는 참조값으로 실제 객체에 접근해서 그 객체를 반환한다.
console.log(person); // {name: "Lee"}

객체를 할당한 변수의 경우 “변수는 객체를 참조하고 있다” 또는 “변수는 객체를 가리키고(point) 있다”라고 표현한다.
객체는 크기가 매우 클 수도 있고, 원시값처럼 크기가 일정하지도 않으며, 프로퍼티 값이 객체일 수도 있어서 복사(deep copy)해서 생성하는 비용이 많이 들기 때문에 메모리의 효율적 소비가 어렵고 성능이 나빠진다. 따라서 메모리를 효율적으로 사용하고 객체를 복사해 생성하는 비용을 절약하여 성능을 향상시키기 위해 객체는 변경 가능한 값으로 설계되어 있다. 메모리 사용의 효율성과 성능을 위해 어느 정도의 구조적인 단점을 감안한 설계라고 할 수 있다.
객체는 이러한 구조적 단점에 따른 부작용이 있다. 그것은 원시값과는 다르게 여러 개의 식별자가 하나의 객체를 공유할 수 있다는 것이다.

얕은 복사(shallow copy)와 깊은 복사(deep copy)
객체를 프로퍼티 값으로 갖는 객체의 경우 얕은 복사는 한 단계까지만 복사하는 것을 말하고 깊은 복사는 객체에 중첩되어 있는 객체까지 모두 복사하는 것을 말한다.

const o = {
  a: {
    b: 2,
  },
  f() {},
};

// 얕은 복사
let c = { ...o }; // "35. 스프레드 문법" 참고
console.log(o === c); // false
console.log(o.a === c.a); // true

// 얕은 복사
c = Object.assign({}, o);
console.log(o === c); // false
console.log(o.a === c.a); // true

// JSON.parse와 JSON.stringify를 사용한 깊은 복사
c = JSON.parse(JSON.stringify(o));
console.log(o === c); // false
console.log(o.a === c.a); // false
// 메서드가 사라진다!
console.log(c.f); // undefined

// lodash의 cloneDeep을 사용한 깊은 복사
// "npm install lodash"로 lodash를 설치한 후, Node.js 환경에서 실행
const _ = require("lodash");

c = _.cloneDeep(o);
console.log(o === c); // false
console.log(o.a === c.a); // false
console.log(c.f); // f

얕은 복사와 깊은 복사로 생성된 객체는 원본과는 다른 객체다. 즉, 원본과 복사본은 참조값이 다른 별개의 객체다. 하지만 얕은 복사는 객체에 중첩되어 있는 객체의 경우 참조값을 복사하고 깊은 복사는 객체에 중첩되어 있는 객체까지 모두 복사해서 원시값처럼 완전한 복사본을 만든다는 차이가 있다.

원본과 사본은 저장된 메모리 주소는 다르지만 동일한 참조값을 갖는다. 다시 말해, 원본과 사본 모두 동일한 객체를 가리킨다. 이것은 하나의 객체를 공유한다는 것을 의미한다. 따라서 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 서로 영향을 주고받는다.

var person = {
  name: "Lee",
};

// 참조값을 복사(얕은 복사). copy와 person은 동일한 참조값을 갖는다.
var copy = person;

// copy와 person은 동일한 객체를 참조한다.
console.log(copy === person); // true

// copy를 통해 객체를 변경한다.
copy.name = "Kim";

// person을 통해 객체를 변경한다.
person.address = "Seoul";

// copy와 person은 동일한 객체를 가리킨다.
// 따라서 어느 한쪽에서 객체를 변경하면 서로 영향을 주고 받는다.
console.log(person); // {name: "Kim", address: "Seoul"}
console.log(copy); // {name: "Kim", address: "Seoul"}

참고 LINE Engineering
참고 도서: 모던 자바스크립트 Deep Dive

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