Peep

스코프에 대한 지식이 없다면 먼저 간단히 읽고 오세요.

실행컨텍스트에 대해서 알고 진행해야하기에 실행 컨텍스트 글을 꼭 참고해주세요.

클로저(Closure)

여러 함수형 프로그래밍 언어에서 등장하는 보편적인 특성입니다.

클로저는 객체지향과 함수형 프로그래밍에서 매우 중요한 개념입니다.

특성<- 이라는 것 보이시죠?

자바스크립트 고유의 개념이 아니라서 많은 사람들이 헷갈려하고(나 또한..) 정의를 요약하기가 힘듭니다.

"자신을 내포하는 함수의 컨텍스트에 접근할 수 있는 함수"

- 더글라스 크록포드, 자바스크립트 핵심가이드

"함수가 특정 스코프에 접근할 수 있도록 의도적으로 그 스코프에서 정의하는것"

- 에단 브라운, 러닝 자바스크립트

" 컴퓨터 언어에서 클로저는 일급 객체 함수의 개념을 이용하여 스코프에 묶인 변수를 바인딩하기 위한 일종의 기술이다."  

- 위키백과

위의 글들만 봤을 때 혼란스러웠습니다...

추가적으로 자바스크립트 코어책을 보고 난 후 관련 지식들을 수정해서 작성해보려고 합니다.

개념

클로저는 어떤 함수 A가 선언된 당시 이 A 함수가 만들어질때 저장된 환경들과 또 다른 함수 B의 환경 사이에서의 상호관계에 따른 현상입니다.

=> 함수가 선언될 당시의 lexical environment(함수 선언당시 실행 컨텍스트 내의 식별자 정보, 외부환경 정보)의 상호관계에 따른 현상입니다.

이해가 어려우니 예시를 보고 다시 이야기해보겠습니다.

예시1

외부 함수의 변수를 참조하는 내부함수

(여기서 클로저는 식별자 name을 참조하기 위한 내부함수 inner에서 발생하는 현상입니다.)

var outer = function(){
	var name = 'hans';
    
    var inner = function(){
    	console.log(name);
    };
    
    inner();
};

outer();

1) inner 함수 내부에는 식별자 name이 없습니다.

=> 이것은 즉 inner 함수의 lexical environment의 environmentRecord에 name 식별자가 없다는 것을 의미합니다.

=> environmentRecord는 현재 컨텍스트와 관련된 코드의 식별자 정보(매개변수의 이름, 함수 선언, 변수명등)들이 저장해둡니다.

2) inner 함수는 lexical environment의 outer-environmentReference에서 상위 함수의 컨텍스트를 찾는데, 이때 상위 컨텍스트는 outer입니다.

=> outer-envirnmentReference는 현재 호출된 함수가 선언될 당시(할성화될 당시)의 LexicalEnvironment를 참조한 것입니다. 

=> 즉, 선언 당시 outer의 lexical environment를 참조합니다.

3) inner의 outer-environment로 인해 outer 함수의 lexical environment에서 name 식별자를 찾을 수 있습니다.

=> 스코프 체이닝!

4) outer 함수가 끝나게되면 outer함수의 실행 컨텍스트가 종료되며 lexical environment에 저장된 식별자(name, inner)에 대한 참조를 지웁니다.

=> 이때 만약 참조하는 변수가 있다면 메모리에 남아있고, 참조되지 않는다면 가비지 컬렉터의 수집대상이 됩니다.

예시2

외부 함수의 변수를 참조하는 내부 함수

var outer = function(){
	var a = 1;
    
    var inner = function(){
    	return ++a;
    };
    
    return inner;
};

var outerFunc = outer();
console.log(outerFunc()); // 2
console.log(outerFunc()); // 3

1) inner 함수를 반환하고 있습니다.

2) outerFunc가 선언될 때 outer의 실행 컨텍스트가 종료됩니다.

=> 이때 우리는 식별자 a와 inner가 가비지컬렉팅될 것이라 생각합니다.만 아닙니다.

3) outerFunc는 outer의 실행 결과인 inner 함수를 참조합니다.

4) 이후 outerFunc가 호출될 때 앞에서 반환한 inner 함수를 실행합니다.

5) inner가 실행될 때 inner의 lexical environment의 environmentRecord에서 식별자 a를 찾습니다.

=> 없기때문에 lexical environment의 outer-environment에서 상위 함수의 컨텍스트를 찾습니다.

=> inner 함수가 선언된 위치의 lexical environment가 참조복사되기 때문에 outer 함수의 lexical environment를 찾을 수 있습니다. 

6) outer의 lexical environment 의 environmentRecord에서 식별자 a를 찾습니다.

여기서 

"반환된 inner 함수가 실행될때 outer함수 실행 컨텍스트는 종료되었는데, 어떻게 outer함수의 lexical environment에 접근할 수 있는가?"

라는 의문이 들었지만, 코어 자바스크립트 책에서 친절히 설명해줍니다..

!!!

이것은 가비지 컬렉터 동작 방식때문이라고 합니다.

가비지 컬렉터는 값을 참조하는 변수가 하나라도 있다면 수집 대상에 포함하지 않습니다.

즉, outer의 컨텍스트가 종료된 뒤에 반환된 inner 함수에서 식별자 a를 참조하고 있고...

outerFunc로 선언되어있기 때문에 언제라도outerFunc가 실행될 수 있음을 인지합니다..

그렇기 때문에 반환된 inner 함수가 활성화 되었을때, 위의 예시대로(lexical environment^^) 동작해야하기 때문에 가비지 컬렉터의 대상이 되지 않으며.... 이것으로 인해 동작이 가능한 것입니다. 

그리고 위의 클로저의 예시로 return을 설명했지만

실제로는 외부로 전달이 return만을 의미하지 않으며... return 없이도 클로저가 발생하는 다양한 경우들이 있습니다. 

뭐... 콜백함수를 고차함수로 바꿔 클로저를 활용하는 방식이나 클로저를 통한 변수 보호, 커링함수 등....

=> 커링함수는 여러개의 인자를 받는 함수를 하나의 인자만 받는 함수로 나누어 순차적으로 호출될 수 있게 체인형태로 구성된 함수를 말합니다. 각 호출될 때마다 인자들을 메모리에 저장하고 마지막 호출 시에 가비지컬렉팅 대상이 되는 방식으로 사용하는 방식입니다.

그래서..?

간단히 말하면 클로저는 어떠한 현상에 의해 메모리에 남겨진 변수들의 집합(?)입니다.

=> 어떤 함수에서 선언한 변수를 참조하는 내부함수에서만 발생하는 현상, 외부 함수의 LexicalEnvironment가 가비지 컬렉팅되지 않는 현상을 말합니다.

책에서는 더 다양한 예시와 표현들이 있지만,

가장 근접한 표현의 글이라고 작성되어있던것 중 하나의 글을 가져와보았습니다.

"함수를 선언할 때 만들어지는 유효범위가 사라진 후에도 호출할 수 있는 함수"

- 존레식, 자바스크립트 닌자 비급

클로저를 이해하고나면 드는 생각은,

메모리를 너무 낭비하는 것 아닌것인가? 라고 생각합니다. 또한 실제로 메모리 누수의 위험을 이유로 클로저를 지양하라고 합니다.

하지만 메모리 소모는 클로저의 본질적 특성입니다.

그리고 이 특성을 잘 활용하는 것이 중요합니다.

메모리 관리 중 하나의 예를 들면 null, undefined를 사용하는 것입니다. 

가비지 컬렉터를 이해하여 사용하지 않는 메모리에 대해 회수를 해주는것이 중요합니다.

function init(){
	name = null;
	count = null;
    date = null;
}

(null과 undefined에 대해서도 글한번 읽어보세요.)

과거에 썼던 글에 오류를 발견하고 수정했는데, 새로쓰게되었습니다..

과거의 글아 안녕.....☆

그때 생각했던 개념과는 많이 달라졌군요...

성장한 것이겠죠.. ? 공부는 이래서 쭉 해야하는 것 같습니다.

참조

https://developer.mozilla.org/ko/docs/Web/JavaScript/Guide/Closures

코어자바스크립트 : 핵심개념과 동작원리로 이해하는 자바스크립트 프로그래밍, 정재남

자바스크립트에서의 this는 어디서든 사용할 수 있으며 다른 언어와는 조금 다르게 동작합니다.

실행 컨텍스트가 생성될때 this의 바인딩이 일어나며 우선순위가있습니다.

실행 컨텍스트는 함수를 호출할때 생성되므로 또 다른 의미로는 함수를 호출할때 this가 결정된다고 할 수도 있습니다.

또한 함수의 호출마다 this가 달라질 수도 있다는 의미이기도합니다.

This

• 전역공간에서의 this는 전역객체 (브라우저 - window, 노드 - global)를 참조

• 메서드일 경우 호출한 객체를 this로 참조

• 함수일 경우 this는 전역객체

• 콜백함수는 제어권을 넘겨받은 함수가 정의한 this 참조, 정의가 없으면 전역객체

• 생성자 함수는 생성될 인스턴스를 참조

• call, apply, bind 같은 명시적 바인딩일 경우 인자로 전달된 객체

• 그외 엄격모드는 undefined로 초기화 됨 (엄격, 비엄격에 차이가 있다)

전역

전역공간에서의 this는 전역객체를 가리킵니다.

전역 객체는 런타임환경에 따라 다른 이름과 정보를 가지고 있는데, 브라우저는 window, 노드환경에서는 global입니다.

console.log(this === window); // true

함수

호출한 방법에 의해 this가 결정됩니다. 

함수로서 호출하는 방법과 메서드로서 호출하는 경우에따라 this가 다른 값이 될 수 있습니다.

예제1)

var obj = {
	funcA : function(){
    	console.log(this);
    },
    option : {
    	funcB : function(){
    		console.log(this);
    	}
    }
};

console.log(obj.funcA()); // obj가 this임
console.log(obj.option.funcB()); // obj.option가 this임

점(.) 표기법으로 연결된 경우 마지막 점 바로 앞에 연결된 객체가 this가 됩니다.

예제2) 같은 코드라도 엄격모드와 비엄격모드에서 달라질 수 있습니다.

// 엄격모드 
function isThis(){ 
	"use strict"; 
    return this; 
};

console.log(isThis()); // undefined

// 비엄격모드 
function isThis() { 
	return this; 
};

console.log(isThis()); // Window { 0: Window, 1: ..... }

명시적방법(call, apply, bind)

상황별 this가 바인딩되는 규칙을 깨고 this에 별도의 대상을 바인딩하는 방법이 있습니다.

다만 명시적으로 별도의 this를 바인딩 할 경우 this를 예측하기 어렵다는 단점이 있습니다.

call

메서드의 호출 주체인 함수를 즉시 실행하도록 하는 명령입니다.

첫번째 인자로 this를 바인딩, 이후 인자들은 호출할 함수의 매개변수로 전달합니다.

var getName = function(name){
	console.log(this, name);
};

getName('hong'); // Window { ... } 'hong'

getName.call({ a : 1 }, 'hong'); // {a: 1} 'hong'

apply

call 메서드와 기능적으로 완전히 동일합니다.

apply 메서드는 두번째 인자를 배열로 받아서 매개변수로 지정한다는 점만 call과 다릅니다.

var getName = function(name){
	console.log(this, name);
};

getName('hong'); // Window { ... } 'hong'

getName.apply({ a : 1 }, ['hong']); // {a: 1} 'hong'

* 문자열 'hong'을 배열로 호출하지 않으면 타입에러가 발생합니다.

bind

ES5에서 추가된 기능이며 call 메서드와 비슷하지만 즉시 호출하지 않습니다.

넘겨받은 this 및 인수들을 바탕으로 새로운 함수를 반환합니다.

var getName = function(name){
	console.log(this, name);
};

getName('hong'); // Window { ... } 'hong'

var bindGetName = getName.bind({a: 1});
bindGetName('hong'); // {a: 1} 'hong'

* bind 메서드를 적용해서 새로 만든 함수는 name 프로퍼티에 동사 bind의 수동태인 bound라는 접두어가 붙으며 call과 apply보다 추적이 수월합니다.

ES6의 arrow function

함수 내부에서 this가 전역객체를 바라보는 문제를 보완하고자 this를 바인딩하지 않는 화살표 함수를 도입했습니다.

화살표 함수는 실행 컨텍스트를 생성할 때 this 바인딩 과정 자체가 빠져있어 this에 접근하려고하면 스코프체인상 가장 가까운 this에 접근합니다.

즉, 상위 스코프의 this를 그대로 활용할 수 있습니다.

const car = { 
	name : avante, 
	getPrice: function() {
		return this.name;
	},
}; 

console.log(car.name()); // avante

위와같은 내용들로 인해 this가 이것이다라고 정의할 수는 없습니다.

출처

• https://github.com/baeharam/Must-Know-About-Frontend/blob/master/Notes/javascript/this.md

• https://developer.mozilla.org/ko/docs/Web/JavaScript/Reference/Operators/this

• 코어 자바스크립트:핵심 개념과 동작 원리로 이해하는 자바스크립트 프로그래밍,(저자 정재남)

실행 컨텍스트는 실행할 코드에 제공할 환경 정보들을 모아놓은 객체입니다.

자바스크립트는 어떤 실행 컨텍스트가 활성화되는 시점에 선언된 변수를 위로 끌어올리고(호이스팅, hoisting)

외부환경 정보를 구성하고, this 값을 설정하는 등의 동작을 수행합니다.

실행 컨텍스트는 실행할 코드에 제공할 환경 정보들을 모아놓은 객체라고 했는데, 

동일한 환경에 있는 코드들을 실행할 때 필요한 환경 정보들을 모아 컨텍스트를 구성하고

이를 콜스택(call stack)에 쌓아두었다가 가장 위에 쌓인 컨텍스트와 관련있는 코드들을 실행하는 식으로 전체 코드의 환경과 순서를 보장합니다.

'동일한 환경'은 하나의 실행 컨텍스트를 구성할 수 있는 방법으로 전역공간, eval() 함수, 함수 등이 있습니다.

*ES6에서는 블록에서도 새로운 실행 컨텍스트가 생성됩니다.

• 전역공간
• eval
• 함수 실행

전역컨텍스트는 자바스크립트 코드가 실행하는 순간 콜 스택에 담깁니다.

브라우저에서 실행 명령없이도 자동으로 실행하는 것외에 일반적인 실행 컨텍스트와 다른점은 없습니다.

즉, 자바스크립트 파일이 열리는 순간 전역 컨텍스트가 활성화된다고 이해하면됩니다.

코드에 따라 실행 컨텍스트가 콜스택에 쌓이는 예시를 간단하게 보겠습니다.

function a(){

	function b(){
    	// ....
    };
    
    b();
};

a();

*실행이 종료되면 해당하는 실행컨텍스트가 콜스택에서 제거됩니다.

실행 컨텍스트는 활성화되는 시점에 쌓여있는 아래의 컨텍스트들의 환경정보들을 수집해서 실행컨텍스트의 객체에 저장합니다.

즉 b 함수 실행 컨텍스트가 활성화될 시점에 a의 환경정보를 b 실행컨텍스트의 객체에 저장한다는 의미입니다.

이때 저장되는 환경정보는 3가지로 나누어볼 수 있습니다.

• VariableEnvironment

  • 현재 컨텍스트 내의 식별자 정보, 외부 환경 정보.

  • 선언 시점의 LexicalEnvironment의 스냅샷으로 변경 사항은 반영되지 않는다.)

• LexicalEnvironment

  • 처음에는 VariableEnvironment와 같지만 실시간으로 변경사항이 반영됨.

• ThisBinding

  • this 식별자가 바라봐야하는 대상 객체

VariableEnvironment

최초 실행 시(선언 시점)의 스냅샷.

실행 컨텍스트를 생성할 때 VariableEnvironment에 정보를 먼저 담은 후 이를 복사하여 LexicalEnvironment를 만든다.

이후에는 LexicalEnvironment를 주로 사용한다.

구성

• environmentRecord
• outer-EnvironmentReference

LexicalEnvironment

실행 컨텍스트를 생성할 때 VariableEnvironment를 복사하여 만든다.

VariableEnvironment보다 주로 사용되며 복사해왔기 때문에 VariableEnvironment와 구성이 동일하다.

구성

• environmentRecord
• outer-EnvironmentReference

environmentRecord

현재 컨텍스트와 관련된 코드의 식별자 정보(매개변수의 이름, 함수 선언, 변수명등)들이 저장됩니다.

컨텍스트 내부 전체를 처음부터 끝까지 훑으며 순서대로 수집한다.

변수 정보를 모두 수집 후에도 코드들은 실행되기 전이다.

이때 자바스크립트엔진이 코드 실행전에 변수들을 알게되기 때문에 호이스팅이라는 개념이 나오며

이때 식별자의 값에 대해서는 environmentRecord가 수집하지않기때문에 값은 할당하는 자리 그대로에 위치해 있습니다. 

*실제 자바스크립트 엔진이 변수를 끌어올리는 것이 아니며, 끌어올린다라고 표현한 이유는 변수 정보를 수집하는 과정을 이해하기 쉽기 위해 대체한 가상의 개념이다.

outer-EnvironmentReference

스코프(Scope)는 식별자에 대한 유효범위입니다.

ES5에서는 전역공간을 제외하면 오직 함수에 의해서만 스코프가 생성됩니다.

'식별자의 유효범위'를 안에서 부터 바깥으로 차례로 검색해 나가는 것을 스코프 체인(Scope Chain)이라고 하며

이를 가능하게하는 것이 LexicalEnvironment의 outer-EnvironmentReference입니다.

outer-EnvironmentReference는 현재 호출된 함수가 선언될 당시(할성화될 당시)의 LexicalEnvironment를 참조합니다.

스코프체인

outer-EnvironmentReference는 자신이 선언된 시점의 LexicalEnvironment만 참조하고 있기 때문에, 식별자를 찾기위해서는 계속 찾아 올라가여 식별자를 찾습니다. 그리고 이것을 스코프체인이라고 합니다.

이때 가장 먼저 발견되는 식별자에만 접근이 가능합니다. 

*최상위에 선언된 동일한 이름의 식별자에 접근할 수없게 상단에 동일한 이름으로 식별자를 선언하는 것을 것을 변수 은닉화(variable shadowing)라고 합니다.

즉, b라는 함수가 식별자를 찾는다면 b의 outer-EnvironmentReference에서 선언될 당시의 LexicalEnvironment를 참조하고(즉 a의 LexicalEnvironment임) 이때 a에서도 해당하는 식별자를 찾지못한다면

a 함수의 outer-EnvironmentReference에서 LexicalEnvironment를 참조하여(전역컨텍스트의 LexicalEnvironment임) 식별자를 찾습니다.

ThisBinding

실행컨텍스트의 ThisBinding에는 this로 지정된 객체가 저장됩니다.

만약 실행컨텍스트의 활성화 당시 this가 지정되지 않을 경우 전역객체가 this로 저장됩니다.

출처

코어 자바스크립트:핵심 개념과 동작 원리로 이해하는 자바스크립트 프로그래밍,(저자 정재남)

둘다 '없음'을 나타낼때 사용하고는 합니다.

의미는 같을 수 있으나 사용하는 목적을 정확히해야 혼란을 줄일 수 있습니다.

undefined

undefined는 사용자가 명시적으로 지정할 수도 있지만, 

값이 존재하지 않을때 자바스크립트 엔진이 자동으로 부여하는 경우도 있습니다.

1) 값을 대입하지 않은 변수(데이터 영역의 주솟값이  없는 식별자)에 접근할때나

2) 객체 내부에 존재하지 않는 프로퍼티에 접근하려고할때,

3) return 문이 없거나 호출되지 않는 함수의 실행결과에서 자바스크립트 엔진은 undefine를 반환합니다.

1) 값을 대입하지 않았을 경우

var name;

console.log(name); // undefined

2) 객체 내부에 존재하지 않는 프로퍼티에 접근

var person = {
	name : '홍길동'
};

console.log(person.name); // 홍길동
console.log(person.age); // undefined

3) return 문이 없거나 호출되지 않는 함수의 실행결과

var getName = function(){};
var hoon = getName('hoon');

console.log(hoon); // undefined

* 만약 return 값이 있다면....

var getName = function(name){
	return name;
};
var hoon = getName('hoon');

console.log(hoon); // hoon

자바스크립트 엔진에서 비어있는 경우 undefined를 반환해준다고했는데, 배열일 경우에는 empty를 출력합니다.

이때 사용자가 undefined를 넣었을때와 empty를 반환할때를 구분할 수 있어야합니다.

var arr = new Array(3);

console.log(arr); // [empty x 3]

식별자 arr는 배열의 크기를 확보했지만 undefined 조차 할당되지 않은 상태여서 [empty x 3] 이 출력됩니다. 

empty는 순회와 관련해서 배열 메서드에서 제외되는 경우가 있습니다.

var arr = new Array(3);
arr.filter(function(o) { return !o }); // []

var arr2 = [undefined, undefined, undefined];
arr2.filter(function(o) { return !o }); // [undefined, undefined, undefined]

즉

사용자가 추가한 undefined는 하나의 데이터이며 '비어있음'을 의미하고 하나의 값으로 동작합니다.

그래서 프로퍼티나 배열의 요소에서 고유의 키값(프로퍼티 이름)이 실존하게 되며 순회의 대상이 될 수 있습니다.

하지만

사용자가 추가한 undefined가 아닌 자바스크립트 엔진이 반환한 undefined는 해당 프로퍼티나 배열의 키(index)가 존재하지 않기 때문에 문자 그대로 값이 없음을 나타내는 것입니다.

null

개발자가 undefined를 직접할당하는 것은 디버깅 시 자바스크립트 엔진이 반환하는 값과 혼란스러울 수 있으므로 명시적으로 '비어있음'을 나타내고 싶을때에는 null을 사용하면됩니다.

* typeof null은 object이므로 주의해야합니다.

*식별자에 undefined가 자동으로 할당된다고 말하는 것은 실제 동작에 비교해서 정확하지 않은것입니다.

식별자에 할당된 값은 없고, 추후 식별자에 접근하려고했을때 undefined가 반환된다고하는것이 정확합니다.

출처

코어 자바스크립트:핵심 개념과 동작 원리로 이해하는 자바스크립트 프로그래밍,(저자 정재남)