자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라고 한다.
// [예제 24-03]
const x = 1;
function foo() {
const x = 10;
bar();
}
function bar() {
console.log(x);
}
foo(); // 1
bar(); // 1
위 코드에서 함수 foo, bar는 둘 다 전역 함수로 선언이 되어 있다. 함수를 어디서 호출하는지
ex) 예를 들어 foo() 내에서 bar()를 호출하는 위치는 중요하지 않다. 상위 스코프는 함수가 정의된 위치에 따라 결정된다."
2 함수 객체의 내부슬롯 [[Environment]]
함수가 정의된 환경(위치)과 호출되는 환경(위치)는 다를 수 있다. 따라서 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 자신이 호출되는 환경과는 상관없이 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프(함수 정의가 위치하는 스코프)를 기억해야 한다.
함수는 자신의 내부 슬롯에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장한다.
이때 자신의 내부 슬롯에 저장된 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다.
3 클로저와 렉시컬 환경
// [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(); // (3)
innerFunc(); // (4)
위 코드를 실행했을 때 (3)과 같은 경우 outer 함수는 반환을 마치고 실행 컨텍스트가 스택에서 제거된다.
하지만 (4)와 같은 경우 지역 변수 x의 값인 10이다. outer 함수의 실행 컨텍스트는 종료되었지만, 클로저를 통해 렉시컬 환경이 유지되므로 지역 변수 x를 계속 사용할 수 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 라고 부른다.
클로저를 알아보는 코드들
상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 함수는 클로저가 아니다.
function foo() {
const x = 1;
const y = 2;
function bar() {
const z = 3;
debugger;
// 상위 스코프의 식별자를 참조하지 않는다.
console.log(z);
}
return bar;
}
const bar = foo();
함수 bar는 클로저 였지만 외부 함수보다 일찍 소멸되기에 클로저에 부합되지 않는다.
function foo() {
const x = 1;
// bar 함수는 클로저였지만 곧바로 소멸한다.
// 이러한 함수는 일반적으로 클로저라고 하지 않는다.
function bar() {
debugger;
// 상위 스코프의 식별자를 참조하지 않는다.
console.log(z);
}
bar();
}
foo();
중첩 함수 bar는 외부 함수보다 오래 유지되며 상위 스코프의 식별자를 참조하므로 클로저다
function foo(){
const x = 1;
const y = 2;
// 클로저
// 중첩 함수 bar는 외부 함수보다 더 오래 유지되며 상위 스코프의 식별자를 참조한다.
function bar(){
debugger;
console.log(x);
}
return bar;
}
const bar = foo();
bar();
4 클로저의 활용
클로저는 상태(state)를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다. 다시 말해, 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉(information hiding)하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용한다.
function makeCounter(aux) {
// 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수
let counter = 0;
// 클로저를 반환
return function () {
// 인수로 전달받은 보조 함수에 상태 변경을 위임한다.
counter = aux(counter);
return counter;
};
}
// 보조 함수
function increase(n) {
return ++n;
}
function decrease(n) {
return --n;
}
// 함수로 함수를 생성한다.
// makeCounter 함수는 보조 함수를 인수로 전달받아 함수를 반환한다.
const increaser = makeCounter(increase);
console.log(increaser()); // 1
console.log(increaser()); // 2
// increase 함수와는 별개의 독립된 렉시컬 환경을 갖기 때문에 카운터 상태가 연동하지 않는다.
const decreaser = makeCounter(decrease);
console.log(decreaser()); // -1
console.log(decreaser()); // -2
makeCounter 함수는 보조 함수를 인자로 전달받고 함수를 반환하는 고차 함수다 makeCounter 함수가 반환하는 함수는 자신이 생성됐을 때의 렉시컬 환경인 makeCounter 함수의 스코프에 속한 counter 변수를 기억하는 클로저다.
여기서 포인트는 makeCounter 함수를 호출해 함수를 반환할 때 반환된 함수는 자신만의 독립된 렉시컬 환경을 갖는다는 것이다.
하지만 위 코드에서는 카운트를 유지하기 위한 자유 변수 counter를 공유하지 않아 카운터의 증감이 연동되지 않는다.
따라서 증감이 가능한 카운터를 만들려면 makeCounter를 두 번 호출해 makeCounter를 두 번 호출하면 각 호출마다 독립적인 렉시컬 환경이 생성되므로, 동일한 counter 변수를 공유하지 않는다.
5 캡슐화와 정보 은닉
캡슐화(Encapsulation)는 객체지향 프로그래밍에서 중요한 개념 중 하나로, 데이터와 그 데이터를 다루는 메서드를 하나의 단위로 묶어서 외부에서 직접적인 접근을 제한하는 것을 말합니다. 이를 통해 객체의 내부 구조를 숨기고, 안정성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.
자바스크립트에서는 캡슐화를 구현하기 위해 일반적으로 클로저(Closure)와 함수 스코프(Function Scope)를 활용합니다. 예를 들어, 객체의 속성을 다음과 같이 함수 내부에 선언하여 직접적인 접근을 제한할 수 있습니다.
function Person(name, age) {
let _name = name; // _를 붙여서 정보은닉을 나타냅니다.
let _age = age;
this.getName = function() {
return _name;
}
this.getAge = function() {
return _age;
}
this.setAge = function(age) {
_age = age;
}
}
let person = new Person("John", 30);
console.log(person.getName()); // "John"
console.log(person.getAge()); // 30
person._name = "Bob"; // 직접적인 접근은 제한되어 있으므로, 프로퍼티가 변경되지 않습니다.
person.setAge(40);
console.log(person.getAge()); // 40
정보은닉(Information Hiding)은 캡슐화의 한 가지 방식으로, 객체 내부의 상세한 구현 방법과 데이터를 외부에서 감추는 것을 말합니다. 정보은닉을 통해 객체의 내부 상태를 직접적으로 변경하는 것을 방지하고, 객체가 제공하는 메서드를 통해 간접적으로 상호작용하도록 유도할 수 있습니다.
자바스크립트에서는 캡슐화와 마찬가지로 클로저와 함수 스코프를 사용하여 정보은닉을 구현할 수 있습니다. 다음 예시는 Person 클래스의 내부 상태를 정보 은닉하는 방법을 보여줍니다.
function Person(name, age) {
let _name = name;
let _age = age;
this.getName = function() {
return _name;
}
this.getAge = function() {
return _age;
}
this.setAge = function(age) {
if (age < 0) {
throw new Error("Age must be a positive number");
}
_age = age;
}
}
let person = new Person("John", 30);
console.log(person.getName()); // "John"
console.log(person.getAge()); // 30
person._name = "Bob"; // 정보은닉을 통해 _name과 _age에 직접 접근할 수 없습니다.
try {
person.setAge(-10); // 에러 발생: "Age must be a positive number"
} catch (e) {
console.error(e.message);
}