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전역 변수의 문제점

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오늘 한 것

전역 변수의 문제점

변수의 생명 주기

변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다. 전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다.(var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.) 하지만 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다.

전역 변수는 선언문이 어디에 있뜬 호이스팅에 의해 runtime 이전에 가장 먼저 실행된다. 하지만 함수 내부 지역 변수는 함수가 호출된 직후 함수 몸체 코드가 실행되기 직전 JS 엔진에 의해 먼저 실행고 초기화된다. 그 후 함수가 종료되면 지역 변수도 소명되어 생명 주기가 종료된다. 즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 대부분 일치하지만 지역 변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다. 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(스코프가 메모리에서 해제)될 때까지 유효하다. 할당된 메모리 공간은 더 이상 아무도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다. 즉, 누군가가 메모리 공간을 참조하고 있으면 해제되지 않고 확보된 생태로 남아 있게 된다. 이는 스코프도 마찬가지다. 누군가 스코프를 참조하고 있으면 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.

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var x = "global";

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

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

이처럼 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.

전역 변수의 문제점

암묵적 결합
어디서든 참조 가능한 전역변수는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 **암묵적 결합(implicit coupling)**을 허용한ㄷ다. 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

긴 생명 주기
전역 변수는 생명 주기가 길다. 따라서 메모리 리소스도 오랜 기간 소비하며 var키워드는 변수의 중복 선언을 허용하여 변수 이름이 중복되어 의도치 않은 재할당이 이뤄질 수 있다.
지역 변수는 전역 변수보다 생명 주기가 휠씬 짧아 상태 변경에 따른 오류 발생 확률이 낮고 메모리 리소스도 비교적 짧은 기간 소비한다.

스코프 체인 상에서 종점에 존재
전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점에 존재한다. 즉, 변수 검색 시 최상위 스코프에 존재한 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다.

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

전역 변수의 사용을 억제하는 방법

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

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

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

모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다. 이러한 특성으로 전역 변수의 사용을 제한한다.

  1. 네임스페이스 객체
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var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체

MYAPP.name = "Lee";

console.log(MYAPP.name); // Lee

전역에 네임스페이스(Namespace) 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가한다.

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var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체

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

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

네임스페이스 객체에 또 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 네임 스페이스를 계층적으로 구성할 수도 있다. 네임스페이스를 분리해서 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용해 보이지는 않는다.

  1. 모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다. 모듈 패턴은 클로저를 기반으로 동작한다. 모듈 패턴의 특징은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있다는 것이다.

캡슐화(encapsulation)는 객체의 프로퍼티와 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다. 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉(information hiding)이라 한다.

모듈 패턴은 전역 네임스페이스의 오염을 막는 기능은 물론 한정적이기는 하지만 정보 은닉을 구현하기 위해 사용한다.

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var Counter = (function () {
  // private 변수
  var num = 0;

  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환한다.
  return {
    increase() {
      return ++num;
    },
    decrease() {
      return --num;
    },
  };
})();

// 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

위 예제의 즉시 실행 함수는 객체를 반환한다. 이 객체에는 외부에 노출하고 싶은 변수나 함수를 담아 반환한다. 이때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 퍼블릭 멤버(public menber)이다. 외부로 노출하고 싶지 않은 변수나 함수는 반환하는 객체에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 프라이빗 멤버(private member)가 된다.

  1. ES6 모듈
    ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. 즉, 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.
    모던 브라우저(Chrome 61, FF 60, SF 10.1, Edge 16 이상)에서 ES6 모듈을 사용할 수 있다. script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다. 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다.
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<script type="module" src="lib.mjs"></script>
<script type="module" src="app.mjs"></script>

ES6 모듈은 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, 브라우저의 ES6 모듈 기능을 사용하더라도 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 브라우저가 지원하는 ES6 모듈 기능보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.

참고 도서: 모던 자바스크립트 Deep Dive

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