[Javascript] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 24장 클로저

해당 내용은 [모던 자바스크립트 Deep Dive] 도서의 핵심 내용을 정리한 글 입니다.

 

💡 클로저

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클로저란?

• 클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.

 

렉시컬 스코프(정적 스코프)

• 자바스크립트 엔진은 함수를 어디에 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프) 라 한다.
• 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가 or실행되는 시점(함수 객체 생성)에 함수가 정의된 위치에 의해 결정된다.
  • 함수 선언문 → 호이스팅 때 결정(평가)
  • 함수 표현식 → 실행되어 함수 객체 생성될 때 (실행)
  • 결정 시기만 다를 뿐 상위 스코프는 정의된 위치에 따라 결정된다.
• 스코프
  • 스코프의 실체는 실행컨텍스트의 렉시컬 환경이다
• 스코프 체인
  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 상위 렉시컬 환경과 연결된다.

 

함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]

• 함수는 자신의 내부 슬롯[[Environment]]에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장한다
  • 함수가 정의된 위치와 호출되는 위치는 다를 수 있기 때문에 렉시컬 스코프가 가능하려면 정의된 환경을 기억해야 한다
  • 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다.
  • (중요) 함수 객체가 생성될 때 [[Environment]] 슬롯에 상위 스코프 참조를 저장하기 때문에 어디서 호출해도 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있다.
• 함수가 호출 과정
  1. 함수가 호출되면 함수 내부로 코드의 제어권이 이동
  2. 함수 코드 평가 시작 (실행준비)
     1. 함수 실행 컨텍스트 생성
     2. 함수 렉시컬 환경 생성
        1. 함수 환경 레코드 생성
        2. this 바인딩
        3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 (선언문)

클로저와 렉시컬 환경

• 클로저
  • 외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우, 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를 **클로저(closer)**라고 부른다.
  • 함수가 자유 변수에 대해 닫혀있다는 의미이다.
    • 자유변수
      • 클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수를 자유 변수라고 부른다.
• 함수 객체가 다른 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 참조되고 있으면 실행 컨텍스트 스택에 제거되어도 소멸되지 않는다.
  • 가비지 컬렉터는 누군가가 참조하고 있는 메모리 공간을 함부로 해제하지 않는다.
• 클로저라고 하지 않는 경우
  • 자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저다. 하지만 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지 않는다.
  1. 중첩 함수가 외부 함수의 어떤 식별자도 참조하지 않는 경우
  2. 중첩 함수가 외부 함수보다 생명주기가 짧아 소멸되는 경우

클로저의 활용

1. 정보 은닉
   1. 클로저는 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다
   2. 즉, 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용

• 보통 즉시 실행 함수를 호출하여 외부 함수 실행컨텍스트를 생성하고 클로저를 생성하나 봄
  • 한 번만 실행되므로 자유변수가 재차 초기화될 일이 없고 외부에서 직접 접근할 수 없는 은닉된 private 변수가 되기 때문이다.

 

캡슐화와 정보 은닉

• 캡슐화
  • 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것을 말한다.
  • 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를 정보 은닉이라고 한다.
  • 의도치 않는 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성, 즉 결합도를 낮추는 효과가 있다.
• 식별자 접근 제한 범위
  • 대부분의 객체지향 프로그래밍 언어는 멤버에 접근제한자를 선언하여 공개 범위를 한정할 수 있다.
  • 자바스크립트는 접근 제한자가 없어 기본적으로 public 하다

// 생성자 함수 
const Person = (function() {
	let _age = 0; // private
	
	// 생성자 함수
	function Person(name,age) {
		this.name = name; //public
		_age = age;
	}
	
	//프로토타입 메서드
	Person.prototype.sayHi = function(){
		console.log(`${this.name}. I am ${_age}`)
	}
	
	// 생성자 함수를 반환
	return Person
}());

const me = new Person('Oh',100)
const you = new Person('Kim',200)

• Person 생성자 함수와 sayHi 메서드는 이미 종료되어 소멸한 즉시 실행 함수의 지역 변수 _age를 참조할 수 있는 클로저다.
• 하지만 위 코드는 Person 생성자 함수로 만든 인스턴스끼리 자유 변수를 공유하게 되는 문제가 발생한다.
  • you가 _age 바꾸면 me의 _age도 you가 바꾼 걸로 변경됨
  • 이처럼 자바스크립트는 정보 은닉을 완전하게 지원하지 않는다

 

자주 발생하는 실수

블록레벨 스코프 내부의 var 키워드

• for 문의 변수 선언문에서 var 키워드로 선언한 i 변수는 블록 레벨 스코프가 아닌 함수 레벨 스코프를 갖기 때문에 전역 변수이다

 

var funcs = [];
for (var i=0; i<3; i++){
	funcs[i] = function() {return i;}
}
for (var j=0; j<funcs.length;j++){
	console.log(funcs[j]())
}
// 3 출력

• for 문의 변수 선언문에서 let 키워드로 선언한 변수를 사용하면 for문의 코드 블록이 반복 실행될 때마다 for문 코드 블록의 새로운 렉시컬 환경이 생성된다.

 

const funcs = [];
for (let i=0; i<3; i++){
	funcs[i] = function() {return i;}
}
for (var j=0; j<funcs.length;j++){
	console.log(funcs[j]()) // 0 1 2
}

 

“평가(실행준비)” ⇒ “실행” 의 반복

• 평가 : 실행하기 위해 식별자 등록 (호이스팅)
• 함수 객체 생성 시 상위 스코프 저장
• 함수 호출 시 해당 함수 스코프 “평가(실행준비)” ⇒ “실행
• 블록 스코피 실행 시 “평가(실행준비)” ⇒ 실행