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전역 변수의 문제점

자바스크립트는 전역 변수를 반드시 사용해야할 이유가 없다면 지역 변수를 사용해야한다. 전역 변수의 무분별한 사용은 매우 위험하다.


지역 변수의 생명 주기(life cycle)

변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖는다. 그리고 가비지 컬렉션에 의해 언젠가 소멸된다. 즉 변수는 생명주기(life cycle)를 지니고 있다.

전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다. 하지만 함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성 되고 함수가 종료하면 소멸한다.

변수 생명 주기

  1. 메모리 공간이 확보(allocate)
  2. 메모리 공간이 해제(release)
  3. 가용 메모리 풀 반환(memory pool)

//지역 변수
function foo() {
    var x = 'local'; // x는 지역변수
    console.log(x); // local
    return x;
}

foo();
// x 변수의 생명 주기 종료
console.log(x); // ReferenceError: x is not defined
//지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

지역 변수의 생명 주기는 함수 생명 주기와 대부분 일치하지만 지역 변수가 함수보다 더 오래 존재할 경우가 있다.

지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다. 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸 될 때까지 유효하다. 즉 메모리 공간을 참조하고 있다면 해제되지 않고 유지된 상태로 남아있다는 것이다.

변수 호이스팅은 스코프를 단위로 작동하며, 변수 선언은 런타임에 실행되는 것이 아니라 런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진의 의해서 먼저 실행된다.
여기서 주의 할 점은 위 설명은 전역 변수에 한정된 것이며, 지역 변수의 경우 함수가 호출된 직후에 몸체의 코드가 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에서 먼저 실행된다.


전역 변수의 생명주기

전역 코드는 함수 호출과 같이 전역 코드를 실행하는 특별한 진입점이 없고 코드가 로드되자 마자 곧바로 해석되고 실행된다. 그리고 전역 코드는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.

그렇다면 전역 변수의 생명 주기는 어떻게 될까?

브라우저 환경에서 전역 객체는 window 이며 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다. 전역 객체 window는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하다. 즉 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 웹페이지를 닫을 때 까지 유효하다는 것이다.

var 키워드로 선언한 전역 변수의 생명 주기는 전역 객체의 생명 주기와 일치한다.


전역 변수의 문제점

  • 암묵적 결합
    • 전역 변수는 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용한다. 즉 유효 범위가 크면 코드의 가독성이 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경되어 위험성이 높아진다.
  • 긴 생명 주기
    • 긴 생명 주기 때문에 메모리 리소스도 오랜 기간 소비하고, 상태 변경에 의한 오류가 발생할 확률이 높다.
  • 스코프 체인 상에서 종점에 존재
    • 스코프 체인 상에서 종점에 존재하기 때문에 가장 마지막에 검색 된다. 즉 검색 속도가 가장 느리다. 라는 것이다.
  • 네임스페이스 오염
    • 자바스크립트의 문제중 하나는 파일이 분리되어 있다 해도 전역 스코프를 공유한다. 따라서 다른 파일내에서 동일한 이름으로 전역 변수나 전역 함수를 재할당 할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

전역 변수 사용을 억제하는 방법

즉시 실행 함수

모든 코드를 즉시 실행 함수(IIFE)로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수간 된다. 이 방법은 라이브러리 등에서 자주 사용 된다.

(function(){
    var choonsik = "귀여워"; // 즉시 실행 함수의 지역 변수
}());

console.log(choonsik) // ReferenceError: choonsik is not defined

네임스페이스 객체

전역 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하여 전역 변수처럼 사용하고 변수를 프로퍼티로 추가한다.

var MYAPP = {};
MYAPP.name = 'CHO';

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

// 네임스페이스 객체에 다른 네임스페이스 객체를 프로퍼티로 추가해서 계층적으로 구성할 수 있다.
MYAPP.person = {
    name:'SeungJin';
}
console.log(MYAPP.person.name) // SeungJin

식별자 충돌 방지에 효과가 있으나 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용하지 못하다.

모듈 패턴

모듈 패턴은 클로저를 기반으로 동작하며 전역 변수의 억제와 캡슐화까지 구현할 수 있다. 그리고 캡슐화를 통해서 객체에 대한 구체적인 정보를 노출시키지 않는다. 이것을 정보은닉 이라고 한다.

대부분의 객체지향 프로그래밍 언어는 클래스를 구성하는 멤버에 대해서 public, private, protected 등의 접근 제한자를 사용해 공개 범위를 한정할 수 있다. 하지만 자바스크립트는 접근 제한자를 제공하지 않는다. 그렇기 때문에 클로저로 정보 은닉이 필요하다.

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

    return {
        increase() {
            return ++num;        
        },
        decrease() {
            return --num;
        }
    }
}());
// num 변수는 외부로 노출되지 않는다.
console.log(Counter.num); //undefined;

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

위 예제는 즉시 실행 함수를 반환한다. 이때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 퍼블릭 맴버이며, 외부로 노출하고 싶지 않은 변수나 함수는 반환하는 객체에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 프라이빗 멤버가 된다.

ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 전역 변수를 사용할 수 없다. ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다. 따라서 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window객체의 프로퍼티도 아니게 된다.

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

ES6 모듈은 script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 작동한다. 이때 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다. ES6모듈은 치명적으로 IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않으며, 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 아직까지는 브라우저가 지원하는 ES6 모듈 기능 보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하고 선호한다.