[824 스터디] JS 5주차 | 스코프 / 전역 변수의 문제점 / let, const 키워드와 블록 레벨 스코프

 

모던 자바스크립트 Deep Dive

웹페이지의 단순한 보조 기능을 처리하기 위한 제한적인 용도로 태어난 자바스크립트는 과도하다고 느껴질 만큼 친절한 프로그래밍 언어입니다. 이러한 자바스크립트의 특징은 편리한 경우도 있지만 내부 동작을 이해하기 어렵게 만들기도 합니다. 하지만 자바스크립트는 더 이상 제한적인 용도의 프로그래밍 언어가 아닙니다. 오랜 변화를 거쳐 이제 자바스크립트는 프런트엔드와 백엔드 영역의 프로그래밍 언어로 사용할 수 있는 명실상부한 범용 애플리케이션 개발 언어로 성장했습니다. 따라서 자바스크립트를 학습하는 방식도 이에 걸맞게 변화해야 하며, 이 책은 자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리를 깊이 있게 학습하고자 하는 독자를 위해 기획되었습니다. 《모던 자바스크립트 Deep Dive》에서는 자바스크립트를 둘러싼 기본 개념을 정확하고 구체적으로 설명하고, 자바스크립트 코드의 동작 원리를 집요하게 파헤칩니다. 따라서 여러분이 작성한 코드가 컴퓨터 내부에서 어떻게 동작할 것인지 예측하고, 명확히 설명할 수 있도록 돕습니다. 또한 최신 자바스크립트 명세를 반영해 안정적이고 효율적인 코드를 작성할 수 있는 기본기를 다지고, 실전에서 쓰이는 모던 자바스크립트 프레임워크나 도구를 완벽하게 이해하고 활용할 수 있게 도와줍니다.

저자

이웅모

출판

위키북스

출판일

2020.09.25

13장 스코프

13.1 스코프란?

모든 식별자는 자신이 선언된 위치에 의해 다른 코드가 식별자 자신을 참조할 수 있는 유효 범위가 결정된다. 이를 스코프라 한다. 즉, 스코프는 식별자가 유효한 범위를 말한다. 

 

이름이 같은 변수가 여러 개면 자바스크립트 엔진은 그 변수들 중에서 어떤 변수를 참조해야 할 것인지 결정해야 하는데 이를 식별자 결정이라 한다. 따라서 스코프란 자바스크립트 엔진이 식별자를 검색할 때 사용하는 규칙이라고도 할 수 있다.

 

만약 스코프라는 개념이 없다면 같은 이름을 갖는 변수는 충돌을 일으키므로 프로그램 전체에서 하나밖에 사용할 수 없다. 프로그래밍 언어에서는 스코프를 통해 식별자인 변수 이름의 충돌을 방지하여 같은 이름의 변수를 사용할 수 있게 한다.

13.2 스코프의 종류

13.2.1 전역과 전역 스코프

전역이란 코드의 가장 바깥 영역을 말한다. 전역은 전역 스코프를 만든다. 전역에 변수를 선언하면 전연 스코프를 갖는 전역 변수가 된다. 전역 변수는 어디서든 참조할 수 있다.

 

13.2.2 지역과 지역 스코프

지역이란 함수 몸체 내부를 말한다. 지역은 지역 스코프를 만든다. 지역에 변수를 선언하면 지역 스코프를 갖는 지역 변수가 된다. 지역 변수는 자신의 지역 스코프와 하위 지역 스코프에서 유효하다.

13.3 스코프 체인

자바스크립트 엔진은 스코프 체인을 따라 식별자를 참조하는 코드의 스코프에서 시작해서 상위 스코프 방향으로 이동하며 선언된 식별자를 검색한다. 절대 하위 스코프로 내려가면서 식별자를 검색하는 일은 없다. 이는 상위 스코프에서 유효한 식별자는 하위 스코프에서 자유롭게 참조할 수 있지만 하위 스코프에서 유효한 식별자를 상위 스코프에서 참조할 수 없다는 것을 의미한다.

13.4 함수 레벨 스코프

함수 몸체만이 아니라 모든 코드 블록이 지역 스코프를 만드는 특성을 블록 레벨 스코프라 한다. 하지만 var 키워드로 선언된 변수는 오로지 함수의 코드 블록(함수 몸체)만을 지역 스코프로 인정한다. 이러한 특성을 함수 레벨 스코프라 한다.

13.5 렉시컬 스코프

함수를 어디서 호출했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정하는 방식을 동적 스코프라 한다. 함수를 정의하는 시점에는 함수가 어디서 호출될지 알 수 없다.

 

함수를 어디서 정의했는지에 따라 함수의 상위 스코프를 결정하는 방식을 렉시컬 스코프 또는 정적 스코프라 한다. 자바스크립트를 비롯한 대부분의 프로그래밍 언어는 렉시컬 스코프를 따른다.

 

함수의 상위 스코프는 함수 정의가 실행될 때 정적으로 결정된다. 함수 정의(함수 선언문 또는 함수 표현식)가 실행되어 생성된 함수 객체는 이렇게 결정된 상위 스코프를 기억한다. 함수가 호출될 때마다 함수의 상위 스코프를 참조할 필요가 있기 때문이다.

14장 전역 변수의 문제점

14.1 변수의 생명 주기

14.1.1 지역 변수의 생명 주기

함수 내부에서 선언한 변수는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체의 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되기 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.

 

함수를 호출하면 함수 몸체의 다른 문들이 순차적으로 실행되기 이전에 함수 안 변수의 선언문이 자바스크립트 엔진에 의해 가장 먼저 실행되어 변수가 선언되고 undefined로 초기화된다. 그 후, 함수 몸체를 구성하는 문들이 순차적으로 실행되기 시작하고 변수 할당문이 실행되면 변수에 값이 할당된다. 그리고 함수가 종료되면 변수도 소멸되어 생명 주기가 종료된다. 즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

 

함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 생성한 스코프에 등록된다. 변수는 자신이 등록된 스코프가 소멸(메모리 해제)될 때까지 유효하다. 할당된 메모리 공간은 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 남아있게 된다.

var x = 'global';

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

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

foo 함수 내부에서 선언된 지역 변수 x는 ??의 시전에 이미 선언되었고 undefined로 초기화되어 있다. 따라서 전역 변수 x를 참조하는 것이 아니라 지역 변수 x를 참조해 값을 출력한다. 단, 변수 할당문이 실행되기 이전까지는 undefined값을 갖는다.

 

14.1.2 전역 변수의 생명 주기

전역 코드는 코드가 로드되자마자 곧바로 해석되고 실행되고 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료한다.

 

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다. 브라우저 환경에서 전역 객체는 window이므로 브라우저 환경에서 var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체 window의 프로퍼티다. 전역 객체 window는 웹페이지를 닫기 전까지 유효하다.

14.2 전역 변수의 문제점

암묵적 결합

• 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하면 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 소비한다. 또한 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다.

스코프 체인 상에서 종점에 존재

• 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색되는데 이는 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다는 의미다. 검색 속도의 차이는 그다지 크지 않지만 속도의 차이는 분명히 있다.

네임스페이스 오염

• 자바스크립트는 파일이 분리되어 있다 해도 하나의 전역 스코프를 공유한다. 따라서 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

15장 let, const 키워드와 블록 레벨 스코프

15.1 var 키워드로 선언한 변수의 문제점

15.1.1 변수 중복 선언 허용

var 키워드로 선언한 변수를 중복 선언하면 초기화문(변수 선언과 동시에 초기값을 할당하는 문) 유무에 따라 다르게 동작한다. 초기화문이 있는 변수 선언문은 자바스크립트 엔진에 의해 var 키워드가 없는 것처럼 동작하고 초기화문이 없는 변수 선언문이 무시된다. 이때 에러는 발생하지 않는다. 만약 동일한 이름의 변수가 이미 선언되어 있는 것을 모르고 변수를 중복 선언하면서 값까지 할당했다면 의도치 않게 먼저 선언된 변수 값이 변경되는 부작용이 발생한다.

 

15.1.2 함수 레벨 스코프

var 키워드로 선언한 변수는 오로지 함수의 코드 블록만을 지역 스코프로 인정한다. 따라서 함수 외부에서 var 키워드로 선언한 변수는 코드 블록 내에서 선언해도 모두 전역 변수가 된다. 이로 인해 의도치 않게 전역 변수가 중복 선언되는 경우가 발생한다.

 

15.1.3 변수 호이스팅

변수 호이스팅에 의해 var 키워드로 선언한 변수는 변수 선언문 이전에 참조할 수 있다. 단, 할당문 이전에 변수를 참조하면 언제나 undefined를 반환한다. 변수 선언문 이전에 변수를 참조하는 것은 변수 호이스팅에 의해 에러를 발생시키지는 않지만 프로그램의 프름상 맞지 않을뿐더러 가독성을 떨어뜨리고 오류를 발생시킬 여지를 남긴다.

15.2 let 키워드

var 키워드의 단점을 보완하기 위해 ES6에서는 새로운 변수 선언 키워드인 let과 const를 도입했다.

15.2.1 변수 중복 선언 금지

let 키워드로 이름이 같은 변수를 중복 선언하면 문법 에러가 발생한다.

var foo = 123;
// let이나 const 키워드로 선언된 변수를 같은 스코프 내에서 중복 선언을 허용하지 않는다.
let foo = 456; // SyntaxError: Identifier 'foo' has already been declared

 

15.2.2 블록 레벨 스코프

let 키워드로 선언한 변수는 모든 코드 블록(함수, if문, for문, while문, try/catch문 등)을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다.

let foo = 1;
{
  let foo = 2; // 지역 변수
  let bar = 3; // 지역 변수
}

console.log(foo); // 1
console.log(bar); // ReferenceError: bar is not defined

 

15.2.3 변수 호이스팅

let 키워드로 선언한 변수는 "선언 단계"와 "초기화 단계"가 분리되어 진행된다. 즉, 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 암묵적으로 선언 단계가 먼저 실행되지만 초기화 단계는 변수 선언문에 도달했을 때 실행된다. 

 

만약 초기화 단계가 실행되기 이전에 변수에 접근하려고 하면 참조 에러가 발생한다. let 키워드로 선언한 변수를 스코프의 시작 지점부터 초기화 단계 시작 지점(변수 선언문)까지 변수를 참조할 수 없다. 스코프의 시작 지점부터 초기화 시작 지점까지 변수를 참조할 수 없는 구간을 일시적 사각지대라고 부른다.

// 런타임 이전에 선언 단계가 실행된다. 아직 변수가 초기화되지 않았다.
// 초기화 이전의 일시적 사각지대에서는 변수를 참조할 수 없다.
console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined

let foo; // 변수 선언문에서 초기화 단계가 실행된다.
console.log(foo); // undefined

foo = 1; // 할당문에서 할당 단계가 실행된다.
console.log(foo); // 1

자바스크립트는 ES6에서 도입된 let, const를 포함해서 모든 선언을 호이스팅한다. 단 let, const, class를 사용한 선언문은 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

 

15.2.4 전역 객체와 let

let 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 아니다. let 전역 변수는 보이지 않는 개념적인 블록 내에 존재하게 된다.

15.3 const 키워드

15.3.1 선언과 초기화

const 키워드로 선언한 변수는 반드시 선언과 동시에 초기화해야 한다.

const foo; // SyntaxError: Missing initializer in const declaration

 

const 키워드로 선언한 변수는 let 키워드로 선언한 변수와 마찬가지로 블록 레벨 스코프를 가지며, 변수 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다.

{
  // 변수 호이스팅이 발생하지 않는 것처럼 동작한다
  console.log(foo);
  const foo = 1;
  console.log(foo); // 1
}

// 블록 레벨 스코프를 갖는다.
console.log(foo); // ReferenceError: foo is not defined

 

15.3.2 재할당 금지

var 또는 let 키워드로 선언한 변수는 재할당이 자유로우나 const 키워드로 선언한 변수는 재할당이 금지된다.

const foo = 1;
foo = 2; // TypeError: Assignment to contant variable.

 

15.3.3 상수

const 키워드로 선언한 변수에 원시 값을 할당한 경우 변수 값을 변경할 수 없다. 원시 값은 변경 불가능한 값이므로 재할당 없이 값을 변경할 수 있는 방법이 없기 때문이다. 이러한 특징을 이용해 const 키워드를 상수를 표현하는 데 사용하기도 한다.

 

변수의 상대 개념인 상수는 재할당이 금지된 변수를 말한다. 상수는 상태 유지와 가독성, 유지보수의 편의를 위해 적극적으로 사용해야 한다. 일반적으로 상수의 이름은 대문자로 선언해 상수임을 명확히 나타낸다. 여러 단어로 이뤄진 경우에는 언더스코어(_)로 구분해서 스테이크 케이스로 표현한다.

// 세율을 의미하는 0.1은 변경할 수 없는 상수로서 사용될 값이다.
// 변수 이름을 대문자로 선언해 상수임을 명확히 나타낸다.
const TAX_RATE = 0.1;

// 세전 가격
let preTaxPrice = 100;

// 세후 가격
let afterTaxPrice = preTaxPrice + (PreTaxPrice * TAX_RATE);

console.log(afterTaxPrice); // 110

 

15.3.4 const 키워드와 객체

const 키워드로 선언된 변수에 객체를 할당한 경우 값을 변경할 수 있다. 객체는 재할당 없이도 직접 변경이 가능하기 때문이다.

const person = {
  name: 'Lee;
};

// 객체는 변경 가능한 값이다. 따라서 재할당 없이 변경이 가능하다.
person.name = 'Kim';

console.log(person); // {name: "Kim"}

const 키워드는 재할당을 금지할 뿐 "불변"을 의미하지는 않는다. 다시 말해, 새로운 값을 재할당하는 것은 불가능하지만 프로퍼티 동적 생성, 삭제, 프로퍼티 값의 변경을 통해 객체를 변경하는 것은 가능하다. 이때 객체가 변경되더라도 변수에 할당된 참조 값은 변경되지 않는다.

15.4 var vs. let vs. const

변수 선언에는 기본적으로 const를 사용하고 let은 재할당이 필요한 경우에 한정해 사용하는 것이 좋다. const 키워드를 사용하면 의도치 않는 재할당을 방지하기 때문에 좀 더 안전하다.

 

var와 let, const 키워드는 다음과 같이 사용하는 것을 권장한다.

• ES6를 사용한다면 var 키워드를 사용하지 않는다.
• 재할당이 필요한 경우에 한정해 let 키워드를 사용한다. 이때 변수의 스코프는 최대한 좁게 만든다.
• 변경이 발생하지 않고 읽기 전용으로 사용하는(재할당이 필요 없는 상수) 원시 값과 객체에는 const 키워드를 사용한다. const 키워드는 재할당을 금지하므로 var, let 키워드보다 안전하다.