회사에 입사하고 회사 내부에 있는 Web Module의 코드는 너무나 경이로웠다. (이전 개발자가 퇴사하실 때 마지막으로 짠 코드라는데..) 전역 변수로 var가 떡칠되어 있었고, 함수에 전역 변수와 같은 이름의 변수가 종복 선언되어 있었지만... 잘 돌아가고 있는 Module이 신기했다. 이 상황을 보며 "잘 돌아가는데 뭐가 문제냐?" 라고 누가 그럴 수 있을까?!

변수의 생명 주기

전역 변수의 선언은 코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행되는 것이 아니라 런타임 이전 단계에서 자바스크립트 엔진에 의해 먼저 실행다는 점을 알았으면 좋겠다.

지역 변수의 생명주기

지역 변수의 생명 주기는 선언되는 함수의 생명 주기와 일치한다.

• 메모리 공간이 확보된 시점 ~ 메모리 공간이 해제되어 가용 메모리 풀에 반환되는 시점 까지.
• 누군가가 메모리 공간을 참조하고 있으면 해제되지 않고 확보된 상태로 남아 있게 된다.
• 스코프 또한 참조하고 있으면 스코프는 소멸하지 않고 생존하게 된다.

var x = 'global';

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

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

undefined
global

foo 함수 안에 console.log(x)는 전역 변수의 x 값도 아닌 Error가 발생하는 것이 아닌 undefined를 반환한다. 이는 호이스팅이 발생하였기 때문인데 호이스팅은 변수 선언이 스코프의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 말한다.

전역 변수의 생명 주기

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 된다. 이는 전역 변수의 생명 주기가 전역 객체의 생명 주기와 일치한다는 것이다.

전역 객체(global object)

• 코드가 실행되기 이전 단계에 자바스크립트 엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체이다.
• 전역 객체는 표준 빌트인 객체(Object, String, Number, Function, Array ...)와 환경에 따른 호스트 객체(클라이언트 Web API 또는 Node.js의 호스트 API), 그리고 var 키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다.

전역 변수의 문제점

전역 변수의 문제점들에 대해서 알아보자.

1. 암묵적 결합을 허용하는 것.

• 전역 변수를 선언한 의도는 전역, 즉 코드 어디서든 참조하고 할당할 수 있는 변수를 사용하겠다는 것이다.
• 모든 코드가 전역 변수를 참조하고 변경할 수 있는 암묵적 결합(implicit coupling)을 허용하는 것이다.

2. 전역 변수는 생명 주기가 길다.

• 이는 메모리 리소스를 오랜 기간 소비한다.
• var 키워드의 경우 변수의 중복 선언을 허용하므로 생명주기가 긴 전역 변수는 변수 이름이 중복될 가능성을 가진다.

3. 스코프 체인 상에서 종점에 존재

• 이는 변수를 검색할 때 전역 변수가 가장 마지막에 검색된다는 것을 말하며, 검색 속도가 가증 느리다.

4. 네임스페이스 오염

• 다른 파일 내에서 동일한 이름으로 명명된 전역 변수나 전역 함수가 같은 스코프 내에 존재할 경우 예상치 못한 결과를 가져올 수 있다.

전역 변수의 사용을 억제하는 방법

: 전역 변수를 반드시 사용해야 할 이유를 찾지 못한다면 지역 변수를 사용하는 것이 좋으며, 변수의 스코프는 좁을수록 좋다.

1. 즉시 실행 함수

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

(function () {
  var foo = 10; // 즉시 실행 함수의 지역 변수
}());

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

foo는 지역 변수이기 때문에, 호출할 수 없는 것을 보여준다.

2. 네임스페이스 객체

전역에 네임스페이스 역할을 담당할 객체를 생성하고 전역 변수처럼 사용하고 싶은 변수를 프로퍼티로 추가하는 방법이다.

var MYAPP = {}; // 전역 네임스페이스 객체
MYAPP.name = 'Lee';
console.log(MYAPP.name); // Lee

네임스페이스를 분리해서 식별자 충돌을 방지하는 효과는 있으나 네임스페이스 객체 자체가 전역 변수에 할당되므로 그다지 유용해 보이지는 않는다.

3. 모듈 패턴

모듈 패턴은 클래스를 모방해서 관련이 있는 변수와 함수를 모아 즉시 실행 함수로 감싸 하나의 모듈을 만드는 것으로 자바스크립트의 강력한 기능인 클로저를 기반으로 동작한다.

• 전역 변수의 억제와 캡슐화까지 구현할 수 있다.
• 캡슐화는 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것이며 정보 은닉에도 사용한다.

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

  // 외부로 공개할 데이터나 메서드를 프로퍼티로 추가한 객체를 반환
  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

• 외부에 노출하고 싶은 변수나 함수를 담아 반환한다. 이 때 반환되는 객체의 프로퍼티는 외부에 노출되는 public member이다.
• 외부로 노출하고 싶지 않은 변수나 함수는 반환하는 객체에 추가하지 않으면 외부에서 접근할 수 없는 private member가 된다.

4. ES6 모듈

ES6 모듈을 사용하면 더는 전역변수를 사용할 수 없다.
ES6 모듈은 파일 자체의 독자적인 모듈 스코프를 제공한다.
script 태그에 type="module" 어트리뷰트를 추가하면 로드된 자바스크립트 파일은 모듈로서 동작한다.
모듈의 파일 확장자는 mjs를 권장한다.

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

• ES6모듈은 IE를 포함한 구형 브라우저에서는 동작하지 않는다.
• 브라우저의 ES6 모듈 기능을 사용하더라도 트랜스파일링이나 번들링이 필요하기 때문에 아직까지 브라우저가 지원하는 ES6 모듈 기능보다는 Webpack 등의 모듈 번들러를 사용하는 것이 일반적이다.

후기.

전역 변수를 쓰면 안되는 이유에 대해서 공부를 해보았다.
개인적인 입장에서는 유지보수 할 때, 전역 변수로 인해 어이가 없는 상황이 생기기도 한다. 그러한 일이 일어나지 않도록 우리 모두 파이팅!