안녕하세요. 이번 시간에는 범위에 이어 실행 컨텍스트와 클로저에 대해서 살펴보겠습니다. 제가 지난 시간에 실행 컨텍스트가 제일 중요하다고 하면서 강좌를 마쳤습니다. lexical scoping과 이것만 이해하면 자바스크립트를 이해하는데 필수적인 개념인 호이스팅, 클로저를 모두 분석할 수 있습니다.
*주의* 공식 스펙에 적힌 내용과는 좀 다릅니다. 하지만 이렇게 분석해도 99% 정확한 결과가 나옵니다. 나머지 1% 경우를 발견하면 제보해주세요.
실행 컨텍스트
실행 컨텍스트는 자바스크립트가 왜 그렇게 동작하는 지 여러분께 설명해줍니다. 개념이 상당히 복잡하기 때문에 입문자분들도 이해하기 쉽도록 최대한 쉽게 알려드리기 위해 노력하겠습니다. 따라서 몇 과정은 실제 엔진 동작보다 간소하게 설명해드릴 겁니다. 예를 들면 활성 객체 같은 것은 여기서 설명하지 않겠습니다.
컨텍스트는 한국말로 번역하면 문맥입니다. 쉽게 코드의 실행 환경이라고 이해하시면 될 거 같습니다. 어려워도 포기하지 않고 끝까지 읽으시면 이해가 될 겁니다. 포기하지 마세요! 차분히 순서를 따라가시면 됩니다.
var name = 'zero'; // (1)변수 선언 (6)변수 대입
function wow(word) { // (2)변수 선언 (3)변수 대입
console.log(word + ' ' + name); // (11)
}
function say () { // (4)변수 선언 (5)변수 대입
var name = 'nero'; // (8)
console.log(name); // (9)
wow('hello'); // (10)
}
say(); // (7)먼저 어떻게 console이 찍힐지 생각해보세요. 주석 괄호 안의 숫자 순으로 실행됩니다. 전 시간 lexical scoping을 기억하신다면 결과가 nero, hello zero라는 걸 아실 겁니다.(답을 못 맞췄거나 lexcial scoping을 모르신다면 꼭 이전 강좌 를 보고 오세요) 이것이 어떻게 실행되는지 내부를 살펴보죠.
일단 처음 코드를 실행(여기서 실행은 브라우저가 스크립트를 로딩해서 실행하는 걸 말합니다)하는 순간 모든 것을 포함하는 전역 컨텍스트가 생깁니다. 모든 것을 관리하는 환경입니다. 페이지가 종료될 때까지 유지됩니다. 전역 컨텍스트 말고도 함수 컨텍스트가 있는데요. 전 시간에 자바스크립트는 함수 스코프를 따른다고 했죠? 함수를 호출할 때마다 함수 컨텍스트가 하나씩 더 생깁니다. 컨텍스트의 원칙 네 가지를 알려드리겠습니다.
- 먼저 전역 컨텍스트 하나 생성 후, 함수 호출 시마다 컨텍스트가 생깁니다.
- 컨텍스트 생성 시 컨텍스트 안에 변수객체(arguments, variable), scope chain, this가 생성됩니다.
- 컨텍스트 생성 후 함수가 실행되는데, 사용되는 변수들은 변수 객체 안에서 값을 찾고, 없다면 스코프 체인을 따라 올라가며 찾습니다.
- 함수 실행이 마무리되면 해당 컨텍스트는 사라집니다.(클로저 제외) 페이지가 종료되면 전역 컨텍스트가 사라집니다.
이제 아까 코드를 이 원칙들에 따라서 실행해보겠습니다.
전역 컨텍스트
전역 컨텍스트가 생성된 후 두 번째 원칙에 따라 변수객체, scope chain, this가 들어옵니다. 전역 컨텍스트는 arguments(함수의 인자를 말합니다)가 없고요. variable은 해당 스코프의 변수들입니다. name, wow, say가 있네요.
scope chain(스코프 체인, 자신과 상위 스코프들의 변수객체입니다)은 자기 자신인 전역 변수객체입니다. this는 따로 설정되어 있지 않으면 window입니다. this를 바꾸는 방법이 바로 new를 호출하는 겁니다. (또는 함수에 다른 this 값을 bind할 수도 있습니다) 일반 함수의 this가 왜 window인지 아시겠죠? 원래 기본적으로 window고 new나 bind같은 상황에서 this가 바뀌는 겁니다.
이걸 객체 형식으로 표현해보겠습니다.
'전역 컨텍스트': {
변수객체: {
arguments: null,
variable: ['name', 'wow', 'say'],
},
scopeChain: ['전역 변수객체'],
this: window,
}이제 코드를 위에서부터 실행하는데요. wow랑 say는 호이스팅 때문에 선언과 동시에 대입이 됩니다. 호이스팅은 나중에 설명드리니 잠시 기다려주세요. 그 후 variable의 name에 'zero'가 대입됩니다.
variable: [{ name: 'zero' }, { wow: Function }, { say: Function }]함수 컨텍스트
그 후 (7)번에서 say();를 하는 순간 새로운 컨텍스트인 say 함수 컨텍스트가 생깁니다. 아까 전역 컨텍스트는 그대로 있고요. arguments는 없고, variable은 name뿐이네요. scope chain은 say 변수객체와 상위의 전역 변수객체입니다. this는 따로 설정해준 적이 없으니까 window입니다.
'say 컨텍스트': {
변수객체: {
arguments: null,
variable: ['name'], // 초기화 후 [{ name: 'nero' }]가 됨
},
scopeChain: ['say 변수객체', '전역 변수객체'],
this: window,
}say를 호출한 후 위에서부터 차례대로((8)~(10) 실행하는데요. variable의 name에 nero를 대입해주고 나서 console.log(name);이 있습니다. name 변수는 say 컨텍스트 안에서 찾으면 됩니다. variable에 name이 nero라고 되어 있네요. name이 콘솔에 찍힙니다. 그 다음엔 wow('hello')가 있는데요. say 컨텍스트 안에서 wow 변수를 찾을 수 없습니다. 찾을 수 없다면 scope chain을 따라 올라가 상위 변수객체에서 찾습니다. 그래서 전역 변수객체에서 찾습니다. 전역 변수객체의 variable에 wow라는 함수가 있네요. 이걸 호출합니다.
(10)번에서 wow함수가 호출되었으니 wow 컨텍스트도 생기겠죠? arguments는 word = 'hello'고, scope chain은 wow 스코프와 전역 스코프입니다. 여기서 중요한 게 lexical scoping에 따라 wow 함수의 스코프 체인은 선언 시에 이미 정해져 있습니다. 따라서 say 스코프는 wow 컨텍스트의 scope chain이 아닙니다. variable은 없고, this는 window입니다.
'wow 컨텍스트': {
변수객체: {
arguments: [{ word : 'hello' }],
variable: null,
},
scopeChain: ['wow 변수객체', '전역 변수객체'],
this: window,
}이제 컨텍스트가 생긴 후 함수가 실행 됩니다. say 함수는 아직 종료된 게 아닙니다. wow 함수 안에서 console.log(word + ' ' + name);이 있는데요. word랑 name 변수는 wow 컨텍스트에서 찾으시면 됩니다. word는 arguments에서 찾을 수 있고, name은 wow 변수객체에는 값이 없으니, scope chain을 따라 전역 스코프에서 찾으시면 됩니다. 전역 변수객체로 올라가니 variable에 name이 zero라고 되어 있네요. 그래서 hello zero가 되는 겁니다. hello nero가 아니라요. wow 컨텍스트에 따르면 wow 함수는 애초에 say 컨텍스트와 일절 관련이 없었던 겁니다.
이제 wow 함수 종료 후 wow 컨텍스트가 사라지고, say 함수의 실행이 마무리됩니다. 따라서 say 컨텍스트도 사라지고, 마지막에 전역 컨텍스트도 사라집니다. 함수 실행, 변수 선언 등 모든 게 다 논리적입니다. 그래서 컨텍스트 개념을 이해하면 자바스크립트의 모든 문제들을 풀 수 있습니다. 추가적으로 이벤트 루프까지 아신다면 완벽합니다. 이벤트 루프 강좌도 꼭 봐주세요.
호이스팅
이제 함수 호이스팅 현상을 컨텍스트로 분석해볼까요? 호이스팅이란 변수를 선언하고 초기화했을 때 선언 부분이 최상단으로 끌어올려지는 현상을 의미합니다. (초기화 또는 대입 부분은 그대로 남아있습니다) 아래처럼 sayWow처럼 함수 표현식이 아니라 함수 선언식일 때는 식 자체가 통째로 끌어올려집니다.
console.log(zero); // 에러가 아니라 undefined
sayWow(); // 정상적으로 wow
function sayWow() {
console.log('wow');
}
var zero = 'zero';위의 코드는 선언보다 호출을 먼저 하기 때문에 얼핏 보기에 말이 안 되는 것처럼 보입니다. 하지만 에러 없이 정상 작동합니다. 변수 선언과 함수 선언식이 최상단으로 끌어올려졌기 때문이죠. 위의 코드는 다음과 같습니다.
function sayWow() {
console.log('wow');
}
var zero;
console.log(zero);
sayWow();
zero = 'zero';하지만 같은 함수여도 함수 표현식으로 선언한 경우에는 에러가 발생합니다. 아래 예시를 보시죠.
sayWow(); // (3)
sayYeah(); // (5) 여기서 대입되기 전에 호출해서 에러
var sayYeah = function() { // (1) 선언 (6) 대입
console.log('yeah');
}
function sayWow() { // (2) 선언과 동시에 초기화(호이스팅)
console.log('wow'); // (4)
}일단 처음 실행 시는 전역 컨텍스트가 먼저 생성되겠죠? sayWow 함수는 함수 선언식이므로 컨텍스트 생성 후 바로 대입됩니다.
'전역 컨텍스트': {
변수객체: {
arguments: null,
variable: [{ sayWow: Function }, 'sayYeah'],
},
scopeChain: ['전역 변수객체'],
this: window,
}컨텍스트 생성 및 코드가 순차적으로 실행되는데 sayYeah는 대입되기 전에 호출해서 에러가 발생합니다.
클로저
지난 시간에 라이브러리를 만들 때 사용한다는 IIFE가 사실 클로저를 활용한 패턴입니다. IIFE가 모두 클로저인 게 아니고요. 비공개 변수를 가질 수 있는 환경에 있는 함수가 클로저입니다. 비공개 변수는 클로저 함수 내부에 생성한 변수도 아니고, 매개변수도 아닌 변수를 의미합니다. 클로저를 말할 때는 스코프/컨텍스트/비공개 변수와 함수의 관계를 항상 같이 말해주어야 합니다.
var makeClosure = function() {
var name = 'zero';
return function () {
console.log(name);
}
};
var closure = makeClosure(); // function () { console.log(name); }
closure(); // 'zero';closure 함수 안에 console.log(name)이 있는데요. name은 closure 함수의 매개변수도 아니고, closure 함수 내부에서 생성한 변수도 아닙니다. 바로 이런 것이 비공개 변수입니다. function() { console.log(name) }은 name 변수나, name 변수가 있는 스코프에 대해 클로저라고 부를 수 있습니다. 수학적으로는 자유변수라고도 합니다.
이걸 컨텍스트로 분석해보겠습니다. 전역 컨텍스트 생성 후, makeClosure 함수 호출 시 makeClosure 컨텍스트도 만들어집니다.
"전역 컨텍스트": {
변수객체: {
arguments: null,
variable: [{ makeClosure: Function }, 'closure'],
},
scopeChain: ['전역 변수객체'],
this: window,
}
"makeClosure 컨텍스트": {
변수객체: {
arguments: null,
variable: [{ name: 'zero' }],
},
scopeChain: ['makeClosure 변수객체', '전역 변수객체'],
this: window,
}주목할 점은 closure = makeClosure()할 때의 상황입니다. function을 return하는데 그 function 선언 시의 scope chain은 lexical scoping을 따라서 ['makeClosure 변수객체', '전역 변수객체']를 포함합니다. 따라서 closure을 호출할 때 컨텍스트는 다음과 같습니다.
"closure 컨텍스트": {
변수객체: {
arguments: null,
variable: null,
scopeChain: ['closure 변수객체', 'makeClosure 변수객체', '전역 변수객체'],
this: window,
}따라서 closure 함수에서 scope chain을 통해 makeClosure의 name 변수에 접근할 수 있습니다. 클로저를 활용한 유명한 카운터 예제를 보시죠.
var counter = function() {
var count = 0;
function changeCount(number) {
count += number;
}
return {
increase: function() {
changeCount(1);
},
decrease: function() {
changeCount(-1);
},
show: function() {
alert(count);
}
}
};
var counterClosure = counter();
counterClosure.increase();
counterClosure.show(); // 1
counterClosure.decrease();
counterClosure.show(); // 0counter 함수를 호출 할 때, counterClosure 컨텍스트에 counterClosure와 counter가 담긴 scope chain이 생성됩니다. 그렇게 되면 이제 counterClosure에서 계속 count로 접근할 수 있는 거죠. return 안에 들어 있는 함수들은 count 변수나, changeCount 함수 또는 그것들을 포함하고 있는 스코프에 대한 클로저라고 부를 수 있습니다.
이런 방식으로 비공개 변수를 만들어 활용할 수 있습니다. 비공개 변수이기 때문에 남들이 조작할 걱정은 없죠. 프로그램 사용자는 여러분이 공개한 메소드만 사용해야합니다. 사용자가 예상을 뒤엎는 행동을 하는 것을 막을 수 있죠. 꼭 알아두어야 할 점은 절대로 사용자를 믿어서는 안됩니다. 무슨 짓을 할 지 모르거든요. 해킹을 시도할 수도 있고, 프로그램에 버그를 만들 수도 있습니다. 특히 서버와 연결되어 있는 경우는 더 조심해야하죠. 그렇기때문에 항상 사용자가 할 수 있는 모든 행동과 일어날 수 있는 경우의 수를 통제하고 있어야합니다. 자바스크립트에서 사용자를 통제하기 위한 기본적인 방법이 바로 클로저입니다.
단점으로는 잘못 사용했을 시 성능 문제와 메모리 문제가 발생할 수 있습니다. closure의 비공개 변수는 자바스크립트에서 언제 메모리 관리를 해야할 지 모르기 때문에 자칫 메모리 낭비로 이어질 수 있습니다. 프로그램을 만들면서 메모리 문제가 발생한다면 클로저를 의심해보세요. 또한 scope chain을 거슬러 올라가는 행동을 하기 때문에 조금 느립니다.
많이들 하는 질문이 이벤트리스너를 for문으로 연결했을 때 왜 오류가 나는지입니다. 바로 클로저를 사용하지 않아서 그렇습니다.
for (var i = 0; i < 5; i++) {
$('#target' + i).on('click', function() {
alert(i);
});
}라는 코드가 있을 때 대충 보면 #target0부터 #target4까지 제대로 이벤트리스너가 연결된 것 같죠? #target0부터 #target4까지 각각 이벤트리스너가 연결되기는 했지만 클릭 시 alert 값이 모두 5입니다. 이 문제의 원인은 컨텍스트에 대한 이해 부족입니다. lexical scoping 에 따라 함수는 선언할 때 스코프가 생성됩니다. 즉 이벤트리스너 안의 i는 외부의 i를 계속 참조하고 있는 겁니다. i는 반복문 종료 후 최종적으로 5가 되기 때문에 결국 alert 결과가 모두 5가 됩니다.
for (var i = 0; i < 5; i++) {
(function(j) {
$('#target' + j).on('click', function() {
alert(j);
});
})(i);
}이렇게 IIFE를 사용하여 클로저를 만들어주면 j 값은 i에 해당하는 숫자로 고정되기 때문에 해결됩니다(고정된 j 대한 클로저인 function을 만드는 셈입니다). 이번 시간은 많이 어려웠을 겁니다. 다음 시간에는 쉬어가는 시간으로 JSON 객체에 대해 짧게 알아보고 가겠습니다!
익명
