14. 전역 변수의 문제점

자바스크립트를 이용할 때 전역변수를 꼭 사용해야 하는 이유가 없다면 지역변수를 사용해야 한다.

왜 그런지는 이번 글에서 알아보자.

 

1 - 변수의 생명 주기

변수는 선언에 의해 생성되고 할당을 통해 값을 갖게된다.

그리고 생성이 되었으면 소멸하게 되는데 이를 생명 주기(Life cycle)를 갖는다고 한다.

변수에 생명 주기가 없다면 한번 선언된 변수는 프로그램이 종료되기 전까지 메모리 공간을 차지하게된다.

 

1-1. 지역 변수의 생명주기

변수는 선언된 위치에서 생성되고 소멸한다.

이를 봤을 때 전역 변수의 생명주기는 애플리케이션의 생명주기와 같다는 것을 알 수 있다.

하지만, 함수 내부(지역)에서 선언된 변수는 함수의 호출에는 생성되고 종료되면 소멸한다.

function foo () {
  var x = "local";
  console.log(x); // local
  return x;
}

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

 

foo 함수의 지역변수 x는 foo가 호출되기 전까지 생성되지 않는다.

함수가 호출되지 않으면 함수 내부의 변수 선언문이 실행되지 않기 때문이다.

 

전역 변수 선언은 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.

 

함수 내부에 선언된 변수(지역변수)는 함수가 호출된 직후에 함수 몸체 코드의 런타임 이전에 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행된다.

정리하자면 지역 변수의 생명 주기는 함수의 생명 주기와 일치한다.

정확히는 변수 자신이 속한 스코프가 소멸될 때까지 유효하다.

이는 스코프에도 같게 적용되며 스코프를 참조하고 있으며 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.

변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 또는 메모리 공간을 식별하기 위해 붙여진 이름이다.
변수의 생명 주기는 메모리 공간이 확보된 시점부터 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점까지다.

 

또한 호이스팅은 스코프를 단위로 동작한다.

호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 JS 고유의 특징을 의미한다.

 

1-2. 전역 변수의 생명 주기

함수와 달리 전역 코드는 명시적인 호출 없이 실행된다.

Java나 C의 main 함수의 호출같이 하지 않음

 

전역 코드에서는 반환문을 사용할 수 없으므로 마지막 문이 실행되어 더 이상 실행할 문이 없을 때 종료된다.

 

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다.

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

전역 객체는 코드가 실행되기 이전 단계에 JS엔진에 의해 어떤 객체보다 먼저 생성되는 특수한 객체이다.
클라이언트 사이드 환경의 window, node 환경의 global 객체를 의미하며, ES11에서는 globalThis로 통일되었다.

 

 

2 - 전역 변수의 문제점

전역 변수를 사용하게되면 크드 상의 문제가 발생한다.

주요 문제점 4가지를 알아보자.

 

2-1. 암묵적 결합

전역 변수는 코드 어디서든 참조, 할당이 가능한 변수를 사용하겠다는 것이다.

즉, 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합을 허용하는 것이다.

변수의 유효 범위가 커질수록 코드의 가독성은 나빠지고 상태가 예상치 못하게 변경될 수 있는 위험이 있다.

 

2-2. 긴 생명 주기

var x = 1;
...
...
var x = 100;
console.log(100); // 100

 

전역 변수의 생명 주기는 길며 메모리 리소스도 오랜 기간 소비한다.

이는 암묵적 결합의 기회가 많아진다는 말이다.

 

반면 지역 변수의 생명 주기는 짧기에 암묵적 결합의 기회가 비교적 적고, 메모리 리소스도 짧게 사용한다.

 

2-3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재

전역 변수는 스코프 체인 상에서 종점이 위치한다.

변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 의미한다.

이는 전역 변수의 검색 속도가 가장 느리다는 것이다.

이전 13장에서 알아본 스코프 체인의 변수 검색에 대한 자료이다.

 

2-4. 네임스페이스 오염

같은 이름의 변수 명이 여럿 있을 수 있어 사용하는데 결과를 예상하기 어려워진다.

 

 

3 - 전역 변수의 사용을 억제하는 방법

전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못하면 지역변수를 사용해야한다.

변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

 

그렇다면 전역 변수의 사용을 억제할 수 있는 방법에 대해 알아보자.

 

3-1. 즉시 실행 함수

함수 정의와 동시에 호출되는 즉시 실행 함수(IIFE)는 단 한 번만 호출된다.

모든 코드를 즉시 실행 함수로 감싸면 모든 변수는 즉시 실행 함수의 지역 변수가 된다.

(
  function() {
    var foo = 1; // 즉시 실행 함수의 지역 변수
  }();
)

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

이러한 방법은 전역 변수를 생성하지 않기에 라이브러이 등에 자주 사용된다.

 

3-2. 네임스페이스 객체

이 방법은 비추되는 방법이다.

전역에 객체를 생성하고 객체 안에 변수처럼 사용하고 싶은 프로퍼티를 만드는 방법이다.

결국 전역에 객체를 생성하기에 별 의미는 없는 방법이다.

var Test = {};

Test.name = "Oh";

console.log(Test.name); // Oh

식별자 충돌을 방지하지만, 전역 변수로 객체를 만들기에 별 의미는......ㅎㅎ

 

3-3. 모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만든다.

모듈 패턴은 클로저를 기반으로 동작한다.

클로저는 자신이 선언된 환경(렉시컬 환경)을 기억해 자신이 선언된 환경 밖에서 호출되어도 그 환경에 접근을 가능하게 하는 함수이다.
즉, 자신이 선언된 환경을 기억하는 함수이다.

 

모듈 패턴의 특징은 전역 변수의 억제는 물론 캡슐화까지 구현할 수 있다는 것이다.

 

캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.
캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉이라 한다.

 

모듈 패턴은 전역 네임스페이스의 오염을 막는 기능은 물론 한정적이지만 정보 은닉을 구현하기 위해 사용한다.

var Counter = (function () {
  // private 변수
  var num = 0;
  
  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환한다.
  return {
    increase() {
      return ++num;
    },
    decrease() {
      return --num;
    }
  }
}());

// private 변수는 외부로 노출되지 않는다.
console.log(Counter.num) // undefined

console.log(Counter.increase()); // 1
console.log(Counter.increase()); // 2
console.log(Counter.decrease()); // 1
console.log(Counter.decrease()); // 0

 

 

3-4. ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 더는 전역 변수를 사용할 수 없다.

ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.

따라서, 모듈 내에서 var 키워드로 선언한 변수는 더는 전역 변수가 아니며 window 객체의 프로퍼티도 아니다.