책과 강연/모던 자바스크립트 DeepDive

모던 자바스크립트 Deep Dive 14장 : 전역변수의 문제점

데비시 2023. 4. 15. 22:41

전역 변수의 무분별한 사용은 위험하다. 전역 변수를 반드시 사용할 이유가 없다면 지역 변수를 사용해야 한다. 

 

변수의 생명주기

변수는 생성되고 소멸되는 생명 주기가 있다.

변수에 생명 주기가 없다면, 한 번 선언된 변수는 프로그램을 종료하지 않는 한 영원히 메모리 공간을 점유한다.

 

변수는 자신이 선언된 위치에서 생성 및 소멸한다.

전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다. 그리고 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명주기와 일치한다.

 

위 문장을 더 자세히 설명하면, 이전에 자바스크립트 엔진에 의해서 변수는 실행 전에 가장 먼저 선언한다 설명한 적이 있다. 이 부분은 전역 변수에 한정된 것이다. 함수가 호출되면, 그 때 함수 내부에 변수가 선언 된 후 다시 함수 몸체의 문이 한 줄씩 실행된다.

 

변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 대부분 일치하나, 지역변수가 함수보다 오래 생존하는 경우도 있다.

변수가 사라진다는 것은 가비지 콜렉터에 의해서 메모리가 해제되고 가용 메모리 풀로 반환되는 것이다. 즉, 할당된 메모리 공간을 더 이상 누구도 참조하지 않는다면 가비지 콜렉터는 해제된다. 하지만, 누군가 메모리 공간 또는 스코프를 참조하고 있다면 변수도 스코프도 소멸하지 않고 생존하게 된다.

var x = 'global'

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

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

호이스팅은 스코프 단위로 동작한다.

그래서, 최상단 글로벌 x가 있음에도 함수 내 로컬 x를 먼저 확인하고, 이는 선언 하였지 할당되지는 않았으므로 undefined를 반환한다.

즉, 호이스팅을 다시 정의하면 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어올려진 것처럼 작동하는 자바스크립트의 특징을 말한다.

 

전역 객체와 전역 변수의 생명 주기

전역 객체는 코드가 실행되기 이전 자바스크립트 엔진에 의해서 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체이다.

전역 객체는 클라이언트 사이드 환경(브라우저)에서는 window, 서버사이드 환경(node.js)에서는 global 객체를 의미한다. 외에도 환경에 따라 다양한 이름이 있었으나 ES11 이후 globalThis 객체로 통일되었다.

 

이 전역 객체는 표준 빌트인 객체(Object, String, Number)과 환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 Web API 또는 Node.js) 그리고 var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

 

즉, 우리가 var 키워드로 전역 변수를 선언하면 전역 객체의 프로퍼티가 된다.

우리가 브라우저 환경에서 사용한다면, 전역 변수는 웹페이지가 닫힐 때까지 유지되며 전역 객체의 생명주기와 전역 변수의 생명 주기는 일치한다.

 

전역 변수의 문제

암묵적 결합

전역 변수는 어디서나 참조하고 할당할 수 있다.

이는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하는 것이다. 변수의 유효 범위가 클수록 코드의 가독성이 나빠지고 의도치 않은 상태 변경이 될 위험성도 높아진다.

 

긴 생명주기

전역 변수는 생명 주기가 길다. 따라서, 메모리 리소스도 오랜 기간 소비하며, 언제든 바뀔 기회가 많다. var 같은 경우 변수의 중복 선언을 허용하므로 의도치 않은 재할당이 이루어질 수 있다.

 

스코프 체인 상 종점에 존재

전역 변수는 스코프 체인에 마지막에 존재한다. 즉, 검색 속도가 가장 느리다.

 

네임스페이스 오염

자바스크립트의 가장 큰 문제점 중 하나는 파일이 분리되어 있어도 전역 스코프를 공유한다는 것이다. 따라서, 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 함수가 있을 경우 예기치 못한 문제를 발생시킬 수 있다.

 

해결책

전역 변수는 적게 사용할수록 좋다. 그러면 해결책을 알아보자

 

즉시 호출 함수

즉시 호출 함수를 사용하면, 내부 변수는 모두 지역 변수가 된다.

 

네임스페이스 선언

네임스페이스 역할을 수행할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용할 변수를 프로퍼티에 추가하는 방식이다.

var MYSPEACE = {};

MYSPACE.name = 'Lee'

다만, 이는 어처피 네임스페이스 객체가 전역 변수가 되므로 그다지 추천하지 않는다.

 

모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만드는 방법이다.

이 패턴의 특징은 클로저를 기반으로 동작하며 전역 변수의 억제와 캡슐화를 구현할 수 있다는 점이다. 자바스크립트는 별도의 접근 제한자를 제공하지 않기에 은닉을 위해서 캡슐화를 사용하기도 한다.

var Counter = (function () {
    var num = 0;
    console.log("define")
    return {
        increase() {
            return ++num;
        },
        decrease() {
            return --num;
        }
    }
})();

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

위 코드에서 Counter의 return에 있지 않은 값, 즉 num은 은닉되어서 접근할 수 없다.

 

※ 캡슐화 : 객체의 상태와 메서드를 하나로 묶는 것. 정보 은닉을 위해서 사용하기도 함.

 

ES6 모듈

es6 모듈을 사용시 전역 변수를 사용할수 없다. ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.

따라서, 모듈 내 var로 선언한 변수도 더 이상 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.

script 태그에 type=module 어트리뷰트를 추가하면 자바스크립트 모듈로서 동작한다. 확장자는 mjs를 권장한다.

이 모듈은 IE등 구형 브라우저에서는 작동하지 않기 때문에 아직까지는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.

 

※ import /export가 es6 모듈이다. 나는 자연스럽게 이를 사용하고 있었다. 생각해보면 2015에 나왔는데 당연하기도 하다.