모던 자바스크립트 Deep Dive #12 (전역 변수의 문제점)

변수의 생명주기

지역 변수의 생명 주기

변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖는다. 그리고 언젠가 소멸한다. 즉, 변수는 생성되고 소멸되는 생명 주기life cycle가 있다. 변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유하게 된다. 

function foo() {
	// 변수 x 생성 → undefined 로 초기화
	var x = 'local'; // 변수 x에 값 할당
	console.log(x);
	return x;
	// 변수 x 소멸
}

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

변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다. 전역변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다. 전역 변수의 변수 선언은 선언문이 어디에 있든 상관없이 가장 먼저 실행되지만(=호이스팅) 함수 내부에서 선언한 변수는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다. 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고 함수가 종료하면 소멸한다. 즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

 

변수의 생명 주기는 메모리 공간이 확보allocate된 시점부터 메모리 공간이 해제release되어 가용 메모리 풀memory pool에 반환되는 시점까지다. 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효한데, 할당된 메모리 공간이 더 이상 그 누구도 참조하지 않을 때 가비지 콜렉터에 의해 해제되어 가용 메모리 풀에 반환된다. 즉, 누군가가 메모리 공간을 참조하고 있으면 해제되지 않고, 확보된 상태로 남아 있게 된다. 

 

전역 변수의 생명주기

함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다. 전역코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행된다. 또한, 함수와 달리 전역코드에는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다. 

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. 즉, var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다. 

 

전역객체global object

코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체. 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버 사이드 환경(Node.js)에서는 global 객체를 의미한다. 

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전역 변수의 문제점

• 암묵적 결합 : 전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다. 이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합implicit coupling을 허용하는 것이다. 하지만 이는 변수의 유효 범위가 크면 클수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다. 
• 긴 생명주기 : 전역 변수는 생명 주기가 길어 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다. 더욱이 var 키워드는 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명 주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성이 있고, 변수 이름이 중복되면 의도치 않은 재할당이 이뤄진다. 
• 스코프 체인 상에서 종점에 존재 : 스코프 체인 상 종점에 존재하기 때문에 변수를 검색할 때 가장 마지막에 검색된다. 즉, 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다. 
• 네임스페이스 오염 : 자바스크립트의 문제점 중 하나인 파일이 분리되어 있어도 하나의 전역 스코프를 공유한다는 점 때문에 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다. 

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전역 변수 사용을 억제하는 방법

• 전역 변수의 무분별한 사용은 위험
• 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용
• 변수의 스코프는 좁을 수록 좋음

즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수는 단 한 번만 호출된다. 모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행함수의 지역 변수가 되므로 전역 변수의 사용을 제한할 수 있다. 

 

네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스namespace 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하여 전역 변수 사용을 제한한다. 

 

모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다. 모듈 패턴은 클로저를 기반으로 동작하는데, 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화*까지 구현할 수 있다는 특징이 있다. 

* 캡슐화encapsulation : 객체의 상태state를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있도록 동작behavior인 메서드를 하나로 묶는 것

 

ES6 모듈

ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. ES6를 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다. 

(IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, 브라우저의 ES6 모듈 기능을 사용하더라도 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 아직까지는 브라우저가 지원하는 ES6 모듈기능보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적)