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[JavaScript] 전역 변수의 문제점

2023년 03월 24일

변수의 생명 주기

변수는 생성되고 소멸되는 생명 주기life cycle가 있다. 생명 주기가 없다면 프로그램을 종료하지 않는 한 메모리 공간을 영원히 점유하게 된다. 변수는 자신이 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다. 따라서 전역 변수의 생명 주기는 애플리케이션의 생명 주기와 같다.

1. 지역 변수

함수 내부에서 선언된 지역 변수는 함수가 호출되면 생성되고, 함수가 종료되면 소멸한다. 즉, 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

var a = 'hello';
 
function foo() {
  // 호이스팅은 스코프 단위로 동작
  // 지역 변수의 선언이 지역 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작
  // 지역 변수 a는 undefined로 초기화
  console.log(a); // undefined
  var a = 'bye';
}
 
// 지역 변수 a는 foo 함수가 호출되어 실행되는 동안에만 유효
foo();
console.log(a); // hello

호이스팅

변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징

2. 전역 변수

전역 코드는 코드가 로드되자마자 바로 해석되고 실행된다. 또한 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없다면 종료한다.

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되고, 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것을 말한다.

전역 객체

코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체로, 표준 빌트인 객체, 환경에 따른 호스트 객체, var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

  • 클라이언트 사이드 환경(브라우저): window 객체
  • 서버 사이트 환경(Node.js): global 객체

전역 변수의 문제점

1. 암묵적 결합

암묵적 결합implicit coupling

모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 성질

변수의 유효 범위가 커질수록 코드의 가독성은 나빠지고 의도치 않게 상태가 변경될 수 있는 위험성도 높아진다.

2. 긴 생명주기

전역 변수는 생명 주기가 길기 때문에 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다. 또한 전역 변수의 상태를 변경할 수 있는 시간도 길고 기회도 많다. 따라서 지역 변수보다 상태 변경에 의한 오류가 발생할 확률이 높다.

3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재

스코프 체인 상에서 종점에 존재한다는 것은 변수를 검색할 때 가장 마지막에 검색된다는 것을 말한다. 즉, 전역 변수는 검색 속도가 가장 느리다.

4. 네임스페이스 오염

자바스크립트는 파일이 분리되어 있어도 하나의 전역 스코프를 공유한다. 따라서 다른 파일에서 동일한 이름의 전역 변수나 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

전역 변수 사용 억제 방법

변수의 스코프는 좁을수록 좋다. 전역 변수를 반드시 사용해야하는 이유가 없다면 지역 변수를 사용해야 한다.

1. 즉시 실행 함수

모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다. 이 방법은 전역 변수를 생성하지 않으므로 라이브러리 등에 자주 사용된다.

(function () {
  var x = 'local';
}());

2. 네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다. 네임스페이스를 분리해서 식별자 충돌을 방지할 수 있지만, 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 유용하진 않다.

var MYGLOBAL = {};
 
MYGLOBAL.x = 150;

3. 모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다. 클로저를 기반으로 동작하며 전역 변수 억제와 함께 캡슐화까지 구현할 수 있다.

캡슐화

객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것

  • 정보 은닉 구현: 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감춤

클로저

어떠한 함수 안에 내부 함수를 정의한다면, 클로저라 불릴 수 있다. 클로저는 외부 함수로의 접근 권한을 갖는다.

var Counter = (function () {
  // private member, 외부 노출 X
  var num = 0;
 
  // public member, 외부 노출 O
  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환
  return {
    up() {
      return ++num;
    },
    down() {
      return --num;
    }
  };
}());
 
Counter.num; // undefined
Counter.up();
Counter.down();

4. ES6 모듈

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

// script 태그에 type="module" 어트리뷰트 추가
// 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작
// 모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장
<script type="module" src="summer.mjs"></script>
<script type="module" src="winter.mjs"></script>