모던 자바스크립트 Deep Dive 를 읽고 작성한 학습용 게시글입니다.
모던 자바스크립트 Deep Dive: 자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리
269개의 그림과 원리를 파헤치는 설명으로 ‘자바스크립트의 기본 개념과 동작 원리’를 이해하자! 웹페이지의 단순한 보조 기능을 처리하기 위한 제한적인 용도로 태어난 자바스크립트는 과도
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1. 클로저
- 클로저는 자바스크립트 고유의 개념이 아니다.
- 함수를 일급 객체로 취급하는 함수형 프로그래밍 언어(하스켈, 리스프, 얼랭, 스칼라 등)에서 사용되는 중요한 특성이다.
- MDN에서는 클로저에 대해 다음과 같이 정의하고 있다.
A closure is the combination of a function and the lexical enviornment within that funtion was declared.
클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.
- 핵심 키워드는
함수가 선언된 렉시컬 환경이다.
<code />
// 예제 24-01
const x = 1;
function outerFunc() {
const x = 10;
function innerFunc() {
console.log(x); // 10
}
innerFunc();
}
outerFunc();
- 이 같은 현상이 발생하는 이유는 자바스크립트가 렉시컬 스코프를 따르는 프로그래밍 언어이기 때문이다.
2. 렉시컬 스코프
자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라 한다.
<code />
// 예제 24-03
const x = 1;
function foo() {
const x = 10;
bar();
}
function bar() {
console.log(x);
}
foo(); // 1
bar(); // 1
- 위 예제에서 foo 함수와 bar 함수는 모두 전역에서 정의된 전역 함수이며, 상위 스코프는 전역이다.
- 함수를 어디서 호출하는지는 함수의 상위 스코프 결정에 어떠한 영향도 주지 못한다.
- 즉, 함수의 상위 스코프는 함수를 정의한 위치에 의해 정적으로 결정되고 변하지 않는다.
- 스코프의 실체는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다.
- 이 렉시컬 환경은 자신의
외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 상위 렉시컬 환경과 연결된다. ⇒ 스코프 체인 - 따라서
함수의 상위 스코프를 결정한다는 것은렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값을 결정한다는 것과 같다. - 렉시컬 환경의
외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값이 바로 상위 렉시컬 환경에 대한 참조이며, 이것이 상위 스코프이다.
렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 에 저장할 참조값, 즉 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경(위치)에 의해 결정된다. 이것이 바로 렉시컬 스코프이다.
3. 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]
- 함수가 정의된 환경(위치)과 호출되는 환경(위치)은 다를 수 있다.
- 따라서 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 자신이 호출되는 환경과는 상관없이 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프(함수 정의가 위치하는 스코프가 바로 상위 스코프)를 기억해야 한다.
- 이를 위해 함수는 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 자신이 정의된 환경(= 상위 스코프의 참조)를 저장한다.
- 함수 정의가 평가되어 평가되어 함수 객체를 생성할 때 자신이 정의된 환경(위치)에 의해 결정된 상위 스코프의 참조를 함수 객체 자신의 내부 슬롯[[Environment]]에 저장한다.
- 이때 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다.
- 왜냐하면, 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성하는 시점은 함수가 정의된 환경, 즉 상위 함수(또는 전역 코드)가 평가 또는 실행되고 있는 시점이며, 이때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트는 상위 함수(또는 전역 코드)의 실행 컨텍스트이기 때문이다.
- 예를 들어, 전역에서 정의된 함수 선언문은 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성한다.
- 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬록 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가되는 시점, 즉 전역 코드 평가 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 전역 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.
- 함수 내부에서 정의된 함수 표현식은 외부 함수 코드가 실행되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성한다.
- 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가되는 시점, 즉 외부 함수 코드 실행 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 외부 함수 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.
- 따라서 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 바로 상위 스코프다.
- 또한 자신이 호출되었을 때 생성될 함수 렉시컬 환경의
외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장될 참조값이다. - 함수 객체는 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한 렉시컬 환경의 ㅣ참조, 즉 상위 스코프를 자신이 존재하는 한 기억한다.
<code />
// 예제 24-04
const x = 1;
function foo() {
const x = 10;
// 상위 스코프는 함수 정의 환경(위치)에 따라 결정된다.
// 함수 호출 위치와 상위 스코프는 아무런 관계가 없다.
bar();
}
// 함수 bar는 자신의 상위 스코프, 즉 전역 렉시컬 환경을 [[Environment]]에 저장하여 기억한다.
function bar() {
console.log(x);
}
foo(); // 1
bar(); // 1
위 예제의 foo 함수 내부에서 bar 함수가 호출되어 실행 중인 시점의 실행 컨텍스트는 다음과 같다.
- foo함수와 bar 함수 모두 전역에서 함수 선언문으로 정의되었다.
- 따라서 foo 함수와 bar 함수는 모두 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성하고 전역 객체 window의 메서드가 된다.
- 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가된 시점, 즉 전역 코드 평가 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 전역 렉시컬 환경의 참조가 저장된다. (위 그림에서 ①)
- 함수가 호출되면 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.
- 그리고 함수 코드를 평가하기 시작한다.
- 함수 코드 평가는 아래 순서로 진행된다.
- 함수 실행 컨텍스트 생성
- 함수 렉시컬 환경 생성
- 함수 환경 레코드 생성
- this 바인딩
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 설정
- 이때 함수 렉시컬 환경의 구성 요소인 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조가 할당된다 ( 위 그림에서 ②와 ⓷)
- 즉, 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조는 바로 함수의 상위 스코프를 의미한다.
- 이것이 바로 함수 정의 위치에 따라 상위 스코프를 결정하는 렉시컬 스코프의 실체이다.
4. 클로저와 렉시컬 환경
<code />
// 예제 24-05
const x = 1;
// ①
function outer() {
const x = 10;
const inner = function () {
console.log(x);
}; // ②
return inner;
}
// outer 함수를 호출하면 중첩 함수 inner를 반환한다.
// 그리고 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 제거된다.
const innerFunc = outer(); // ⓷
innerFunc(); // ④ 10
- outer 함수를 호출(⓷)하면 outer 함수는 중첩 함수 inner를 반환하고 생명 주기를 마감한다.
- 즉, outer 함수의 실행이 종료되면 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거(pop)된다.
- 이때, outer 함수의 지역 변수 x와 변수 값 10을 저장하고 있던 outer 함수의 실행 컨텍스트가 제거되었으므로 outer 함수의 지역 변수 x 또한 생명 주기를 마감한다.
- 따라서 outer 함수의 지역 변수 x는 더는 유효하지 않게 되어 x 변수에 접근할 수 있는 방법은 달리 없어 보인다.
- 그러나 위 코드의 실행 결과(④)는 outer 함수의 지역 변수 x의 값인 10이다.
- 이미 생명 주기가 종료되어 실행 컨텍스트 스택에서 제거된 outer함수의 지역 변수 x가 다시 부활이라도 한듯이 동작하고 있다.
- 이처럼 외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를
클로저(closure)라고 부른다. - 모든 함수가 기억하는 상위 스코프는 함수를 어디서 호출하든 상관없이 유지된다.
- 따라서 함수를 어디서 호출하든 상관없이 함수는 언제나 자신이 기억하는 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있으며 식별자에 바인딩된 값을 변경할 수도 있다.
- 위 예제에서 inner 함수는 자신이 평가될 때 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장한다.
- 이때 저장된 상위 스코프는 함수가 존재하는 한 유지된다.
- 위 예제에서 outer 함수가 평가되어 함수 객체를 생성할 때(①) 현재 실행중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉, 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 상위 스코프로서 저장한다.
- outer 함수를 호출하면 outer 함수의 렉시컬 환경이 생성되고 앞서 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장된 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 렉시컬 환경의 “외부 렉시컬 환경에 대한 참조”에 할당한다.
- 그리고 중첩 함수 inner가 평가된다. (② inner 함수는 함수 표현식으로 정의했기 때문에 런타임에 평가된다.)
- 이때 중첩 함수 inner는 자신의 [[Environment]] 내부 슬롯에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경 (= outer 함수의 렉시컬 환경)을 상위 스코프로서 저장한다.
- outer 함수의 실행이 종료하면 inner 함수를 반환하면서 outer 함수의 생명 주기가 종료된다.(⓷)
- 즉, outer 함수의 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에서 제거된다.
- 이때 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거되지만, outer 함수의 렉시컬 환경까지 소멸하는 것은 아니다.
- outer 함수의 렉시컬 환경은 inner함수의 [[Environment]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있고 inner 함수는 전역 변수 innerFunc에 의해 참조되고 있으므로 가비지 컬렉션의 대상이 되지 않기 때문이다.
- 가비지 컬렉터는 누군가 참조하고 있는 메모리 공간을 함부로 해제하지 않는다.
- outer 함수가 반환한 inner 함수를 호출하면(④) inner 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 실행 컨텍스트 스택에 푸시된다.
- 그리고 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 inner 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장되어 있는 참조값이 할당된다.
- 중첩 함수 inner는 외부 함수 outer보다 더 오래 생존했다.
- 이때 외부 함수보다 더 오래 생존한 중첩 함수는 외부 함수의 생존 여부(실행 컨텍스트의 생존 여부)와 상관없이 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 기억한다.
- 이처럼 중첩 함수 inner의 내부에서는 상위 스코프를 참조할 수 있으므로 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있고, 식별자의 값을 변경할 수도 있다.
- 자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저이다.
- 하지만 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지는 않는다.
<code />
// 예제 24-06
function foo() {
const x = 1;
const y = 2;
// 일반적으로 클로저라고 하지 않는다.
function bar() {
const z = 3;
debugger;
// 상위 스코프의 식별자를 참조하지 않는다.
console.log(z);
}
return bar;
}
const bar = foo();
bar();
- 위 예제 24-6의 중첩 함수 bar는 외부 함수 foo보다 더 오래 유지되지만 상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는다.
- 이처럼 상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 경우 대부분의 모던 브라우저는 최적화를 통해 상위 스코프를 기억하지 않는다.
- 참조하지도 않는 식별자를 기억하는 것은 메모리 낭비이기 때문이다.
- 따라서 위 예제에서의 bar 함수는 클로저라고 할 수 없다.
<code />
// 예제 24-07
function foo() {
const x = 1;
// bar 함수는 클로저였지만 곧바로 소멸된다.
// 이러한 함수는 일반적으로 클로저라고 하지 않는다.
function bar() {
debugger;
// 상위 스코프의 식별자를 참조한다.
console.log(x);
}
bar();
}
foo();
- 위 예제의 중첩 함수 bar는 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있으므로 클로저이다.
- 하지만 외부 함수 foo의 외부로 중첩 함수 bar가 반환되지 않는다.
- 즉, 외부 함수 foo보다 중첩 함수 bar의 생명 주기가 짧다.
- 이런 경우 중첩 함수 bar는 클로저였지만 외부 함수보다 일찍 소멸되기 때문에 생명 주기가 종료된 외부 함수의 식별자를 참조할 수 있다는 클로저의 본질에 부합하지 않는다.
- 따라서 위 예제에서의 중첩 함수 bar는 일반적으로 클로저라고 하지 않는다.
<code />
// 예제 24-08
function foo() {
const x = 1;
const y = 2;
// 클로저
// 중첩 함수 bar는 외부 함수보다 더 오래 유지되며 상위 스코프의 식별자를 참조한다.
function bar() {
debugger;
// 상위 스코프의 식별자를 참조한다.
console.log(x);
}
return bar;
}
const bar = foo();
bar();
- 위 예제에서의 중첩 함수 bar는 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있으므로 클로저다.
- 그리고 외부 함수의 외부로 반환되어 외부 함수보다 더 오래 살아 남는다.
- 이처럼 외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다.
- 이러한 중첩함수를
클로저라고 한다. - 클로저는 중첩 함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정하는 것이 일반적이다.
- 다만, 위와 같은 경우 상위 스코프의 식별자 x,y 중에서 bar는 x만을 참조하고 있는데, 이런 경우 대부분의 모던 브라우저는 최적화를 통해 참조하고 있는 식별자인 x만을 기억한다.
- 클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수 (위 예제에서 x)를 자유 변수(free variable)이라고 부른다.
- 클로저란 “함수가 자유 변수에 대해 닫혀있다.”는 의미이다. = “자유 변숭에 묶여있는 함수”
- 이론적으로 클로저는 상위 스코프를 기억해야 하므로 불필요한 메모리의 점유를 걱정할 수도 있지만, 모던 자바스크립트 엔진은 최적화가 잘 되어 있어서 클로저가 참조하고 있지 않는 식별자는 기억하지 않는다.
- 즉, 상위 스코프의 식별자 중에서 기억해야 할 식별자만 기억한다.
- 기억해야 할 식별자를 기억하는 것은 메모리의 낭비라고 볼 수 없으며, 클로저의 메모리 점유는 필요한 것을 기억하기 위한 것이므로 이는 걱정할 대상이 아니다.
- 클로저는 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.
- 즉, 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용한다.
<code />
// 예제 24-09
let num = 0; // 카운트 상태 변수
// 카운트 상태 변경 함수
const increase = function () {
// 카운트 상태를 1만큼 증가시킨다.
return ++num;
};
console.log(increase()); // 1
console.log(increase()); // 2
console.log(increase()); // 3
- 위 예제 24-09는 오류를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다.
- 그 이유는
- 카운트 상태는 increase 함수가 호출되기 전까지 변경되지 않고 유지되어야 한다.
- 이를 위해 카운트 상태는 increase 함수만이 변경할 수 있어야 한다.
- 하지만 카운트 상태는 전역 변수를 통해 관리되고 있어 언제든지 누구나 접근할 수 있고 변경할 수 있다.(암묵적 결합)
- 만약 누군가에 의해 의도치 않게 카운트 상태, 즉 전역 변수 num의 값이 변경되면 이는 오류로 이어진다.
- 따라서 increase 함수만이 num 변수를 참조하고 변경할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
- 이를 위해 전역 변수 num을 increase 함수의 지역 변수로 바꾸어 의도치 않은 상태 변경을 방지해보자
<code />
// 예제 24-10
// 카운트 상태 변경 함수
const increase = function () {
let num = 0; // 카운트 상태 변수
// 카운트 상태를 1만큼 증가시킨다.
return ++num;
};
console.log(increase()); // 1
console.log(increase()); // 1
console.log(increase()); // 1
- 이제 increase 함수만이 num 변수의 상태를 변경할 수 있지만, increase 함수가 호출될 때마다 지역 변수 num은 다시 선언되고 0으로 초기화되기 때문에 출력 결과는 언제나 1이다.
- 상태가 변경하기 이전 상태를 유지하지 못한다.
- 이전 상태를 유지할 수 있도록 클로저를 사용해보자.
<code />
// 예제 24-11
const increase = (function () {
// 카운트 상태 변수
let num = 0;
// 클로저
return function () {
// 카운트 상태를 1만큼 증가시킨다.
return ++num;
};
})();
console.log(increase()); // 1
console.log(increase()); // 2
console.log(increase()); // 3
- 위 예제 24-11의 코드가 실행되면 즉시 실행 함수가 호출되고 즉시 실행 함수가 반환한 함수가 increase 변수에 할당된다.
- increase 변수에 할당된 함수는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저이다.
- 즉시 실행 함수는 호출된 이후 소멸되지만 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 increase 변수에 할당되어 호출된다.
- 이때 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하고 있다.
- 따라서 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 num을 언제 어디서 호출하든지 참조하고 변경할 수 있다.
- 즉시 실행 함수는 한 번만 실행되므로 increase가 호출될 때마다 num 변수가 재차 초기화될 일은 없다.
- 또한 num 변수는 외부에서 직접 접근할 수 없는 은닉된 private 변수이므로 전역 변수를 사용했을 때와 같이 의도되지 않은 변경을 걱정할 필요도 없기 때문에 더 안정적인 프로그래밍이 가능하다.
- 이처럼 클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.
<code />
// 예제 24-12
const counter = (function () {
// 카운트 상태 변수
let num = 0;
// 클로저인 메서드를 갖는 객체를 반환한다.
// 객체 리터럴은 스코프를 만들지 않는다.
// 따라서 아래 메서드들의 상위 스코프는 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경이다.
return {
increase() {
return ++num;
},
decrease() {
return num > 0 ? --num : 0;
},
};
})();
console.log(counter.increase()); // 1
console.log(counter.increase()); // 2
console.log(counter.decrease()); // 1
console.log(counter.decrease()); // 0
- 위 예제 24-12에서 즉시 실행 함수가 반환하는 객체 리터럴은 즉시 실행 함수의 실행 단계에서 평가되어 객체가 된다.
- 이때 객체의 메서드도 함수 객체로 생성된다.
- 객체 리터럴의 중괄호는 코드 블록이 아니므로 별도의 스코프를 생성하지 않는다.
- 위 예제의 increase, decrease 메서드의 상위 스코프는 increase, decrease가 평가되는 시점에 실행중인 실행 컨텍스트인 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다.
- 따라서 increase, decrease 메서드가 언제 어디서 호출되든 상관없이 increase, decrease 함수는 즉시 실행 함수의 스코프의 식별자를 참조할 수 있다.
- 위 예제를 생성자 함수로 표현하면 아래와 같다.
<code />
// 예제 24-13
const Counter = (function () {
// ① 카운트 상태 변수
let num = 0;
function Counter() {
// this.num =0; // ② 프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않는다.
}
Counter.prototype.increase = function () {
return ++num;
};
Counter.prototype.decrease = function () {
return num > 0 ? --num : 0;
};
return Counter;
})();
const counter = new Counter();
console.log(counter.increase()); // 1
console.log(counter.increase()); // 2
console.log(counter.decrease()); // 1
console.log(counter.decrease()); // 0
- 위 예제 24-13의 num(①)은 생성자 함수 Counter가 생성할 인스턴스의 프로퍼티가 아니라 즉시 실행 함수 내에서 선언된 변수다.
- 만약 num이 생성자 함수 Counter가 생성할 인스턴스의 프로퍼티라면(②) 인스턴스를 통해 외부에서 접근이 자유로운 public 프로퍼티가 된다.
- 하지만 즉시 실행 함수 내에서 선언된 num 변수는 인스턴스를 통해 접근할 수 없으며, 즉시 실행 함수 외부에서도 접근할 수 없는 은닉된 변수이다.
- 생성자 함수 Counter은 프로토타입을 통해 increase, decrease 메서드를 상속받는 인스턴스를 생성한다.
- increase, decrease 메서드는 모두 자신의 함수 정의가 평가되어 함수 객체가 될 때 실행 중인 실행 컨텍스트인 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저이다.
- 따라서 프로토타입을 통해 상속되는 프로토타입 메서드일지라도 즉시 실행 함수의 자유 변수 num을 참조할 수 있다.
- 즉, num 변수의 값은 increase, decrease 메서드만이 변경할 수 있다.
- 변수 값은 누군가에 의해 언제든지 변경될 수 있어 오류 발생의 근본적 원인이 될 수 있다.
- 외부 상태 변경이나 가변 데이터를 피하고 불변성을 지향하는 함수형 프로그래밍에서 부수 효과를 최대한 억제하여 오류를 피하고 프로그램의 안정성을 높이기 위해 클로저는 적극적으로 사용된다.
<code />
// 예제 24-24
// 함수를 인수로 전달받고 함수를 반환하는 고차 함수
// 이 함수는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 counter을 기억하는 클로저를 반환한다.
function makeCounter(aux) {
let counter = 0;
return function () {
counter = aux(counter);
return counter;
};
}
// 보조 함수
function increase(n) {
return ++n;
}
// 보조 함수
function decrease(n) {
return --n;
}
// 함수로 함수를 생성한다.
// makeCounter 함수는 보조 함수를 인수로 전달받아 함수를 반환한다.
const increaser = makeCounter(increase); // ①
console.log(increaser()); // 1
console.log(increaser()); // 2
// increaser 함수와는 별개의 독립된 렉시컬 환경을 갖기 때문에 카운터 상태가 연동하지 않는다.
const decreaser = makeCounter(decrease); // ②
console.log(decreaser()); // -1
console.log(decreaser()); // -2
- makeCounter 함수는 보조 함수를 인자로 전달받고 함수를 반환하는 고차 함수이다.
- makeCounter 함수가 반환하는 함수는 자신이 생성됐을 떄의 렉시컬 환경인 makeCounter 함수의 스코프에 속한 counter 변수를 기억하는 클로저이다.
- makeCounter 함수는 인자로 전달받은 보조 함수를 합성하여 자신이 반환하는 함수의 동작을 변경할 수 있다.
- 이때 주의해야 할 점은 makeCounter 함수를 호출해 함수를 반환할 때 반환된 함수는 자신만의 독립적인 렉시컬 환경을 갖는다는 것이다.
- 이는 함수를 호출하면 그때마다 새로운 makeCounter 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이 생성되기 때문이다.
- ①과 ②애서 makeCounter 함수를 호출하면 makeCounter 함수의 실행 컨텍스트가 생성된다.
- 그리고 makeCounter 함수는 함수 객체를 생성하여 반환한 후 소멸된다.
- makeCounter 함수가 반환한 함수는 makeCounter 함수의 렉시컬 환경을 상위 스코프로서 기억하는 클로저이며, 전역 변수인 increase에 할당된다.
- 이때 makeCounter 함수의 실행 컨텍스트는 소멸되지만 makeCounter 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경은 makeCounter 함수가 반환한 함수의 [[Environment]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있기 때문에 소멸되지 않는다.
- 위 예제에서는 각각 자신만의 독립된 렉시컬 환경을 갖기 때문에 카운트를 유지하기 위한 자유 변수 counter을 공유하지 않아 카운터의 증감이 연동되지 않는다.
- 따라서 독립된 카운터가 아니라 연동하여 증감이 가능한 카운터를 만들려면 렉시컬 환경을 공유하는 클로저를 만들어야 한다.
- 이를 위해서는 makeCounter 함수를 두 번 호출하지 말아야 한다.
<code />
// 예제 24-15
// 함수를 인수로 전달받고 함수를 반환하는 고차 함수
// 이 함수는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 counter을 기억하는 클로저를 반환한다.
const counter = (function () {
let counter = 0;
return function (aux) {
counter = aux(counter);
return counter;
};
})();
// 보조 함수
function increase(n) {
return ++n;
}
// 보조 함수
function decrease(n) {
return --n;
}
// 보조 함수를 전달하여 호출
console.log(counter(increase)); // 1
console.log(counter(increase)); // 2
// 자유 변수를 공유하지 않는다.
console.log(counter(decrease)); // -1
console.log(counter(decrease)); // -2
5. 캡슐화와 정보 은닉
캡슐화
- 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것
- 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데 이를
정보 은닉이라 한다.
정보은닉
- 정보 은닉은 외부에 공개할 필요가 없는 구현의 일부를 외부에 공개되지 않도록 감추어 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성, 즉, 결합도를 낮추는 효과가 있다.
- 대부분의 객체지향 프로그래밍 언어는 클래스를 정의하고 그 클래스를 구성하는 멤버(프로퍼티와 메서드)에 대하여
public,private,protected와 같은 접근 제한자를 선언하여 공개 범위를 한정할 수 있다. - 하지만 자바스크립트는 접근 제한자를 제공하지 않는다.
- 따라서 자바스크립트 객체의 모든 프로퍼티와 메서드는 기본적으로 외부에 공개되어 있다. (= 객체의 모든 프로퍼티와 메서드는 기본적으로 public하다.)
<code />
// 예제 24-16
function Person(name, age) {
this.name = name; // public
let _age = age; // private
// 인스턴스 메서드
this.sayHi = function () {
console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}`);
};
}
const me = new Person("Lee", 20);
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee. I am 20
console.log(me.name); // Lee
console.log(me._age); // undefined
const you = new Person("Kim", 30);
you.sayHi(); // Hi! My name is Kim. I am 30
console.log(you.name); // Kim
console.log(you._age); // undefined
- 위 예제에서 name 프로퍼티는 외부로 공개되어 있어 자유롭게 참조하거나 변경할 수 있다. ( name은 public)
- 하지만 _age 변수는 Person 생성자 함수의 지역 변수이므로 Person 생성자 함수 외부에서 참조하거나 변경할 수 없다. (_age는 private)
- 하지만 sayHi 메서드는 인스턴스 메서드이므로 Person 객체가 생성될 때마다 중복 생성된다.
<code />
// 예제 24-17
function Person(name, age) {
this.name = name; // public
let _age = age; // private
}
// 인스턴스 메서드
Person.prototype.sayHi = function () {
// Person 생성자 함수의 지역 변수 _age를 참조할 수 없다.
console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}`);
};
- sayHi 메서드의 중복 생성을 방지하기 위해 위와 같이 코드를 작성하면
- Person 생성자 함수의 지역 변수인 _age를 Person.prototype.sayHi 메서드 안에서 참조할 수 없는 문제가 발생한다.
<code />
// 예제 24-18
const Person = (function () {
let _age = 0; // private
// 생성자 함수
function Person(name, age) {
this.name = name; // public
_age = age; // private
}
// 프로토타입 메서드
Person.prototype.sayHi = function () {
// Person 생성자 함수의 지역 변수 _age를 참조할 수 없다.
console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}`);
};
return Person;
})();
const me = new Person("Lee", 20);
me.sayHi(); // Hi! My name is Lee. I am 20
console.log(me.name); // Lee
console.log(me._age); // undefined
const you = new Person("Kim", 30);
you.sayHi(); // Hi! My name is Kim. I am 30
console.log(you.name); // Kim
console.log(you._age); // undefined
- 위 예제 24-17에서는 즉시 실행 함수를 사용하여 Person 생성자 함수와 Person.prototype.sayHi 메서드를 하나의 함수 내에 모았다.
- 위 패턴을 사용하면 접근 제한자를 제공하지 않는 자바스크립트에서도 정보 은닉이 가능한 것처럼 보인다.
- Person 생성자 함수와 Person 생성자 함수의 인스턴스가 상속받아 호출할 Person.proototype.sayHi 메서드는 즉시 실행 함수가 종료된 이후 호출된다.
- 하지만 Person 생성자 함수와 sayHi 메서드는 이미 종료되어 소멸한 즉시 실행 함수의 지역 변수 _age를 참조할 수 있는 클로저이다.
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