[JavaScript] Scope란? (스코프 체인, 실행 컨텍스트...)

🛒 Scope란?

Scope는 직역하면 "범위"라는 뜻이다.
JavaScript 에서 Scope(스코프)는 변수에 접근할 수 있는 범위를 말한다.
식별자(변수)를 찾기위한 규칙이라고도 한다.

var x = 'global';

function foo () {
  var x = 'function scope';
  console.log(x);
}

foo(); // ?
console.log(x); // ?

위 예제에서 x가 두번 선언되었는데, JavaScript는 각 x가 어떤 값을 가지는지 어떻게 구별할 수 있을까?
위 예제에서 전역에 선언된 변수 x는 어디에든 참조할 수 있다. 하지만 함수 foo 내에서 선어도니 변수 x는 함수 foo 내부에서만 참조할 수 있고, 외부에서는 참조할 수 없다.
이러한 규칙을 스코프 라고 한다.

🛒 JavaScript Scope의 특징

- 블록 레벨 스코프

- 함수 레벨 스코프

- 렉시컬 스코프

- 동적 스코프

 

대부분의 C 기반 언어들은 블록 레벨 스코프 를 따른다.
하지만 자바스크립트는 함수 레벨 스코프를 따른다.

블록 레벨 스코프

코드 블록 ({}) 내에서만 참조(접근)가능한 범위를 말한다.

int main(void) {
  // block-level scope
  if (1) {
    int x = 5;
    printf("x = %d\n", x);
  }

  printf("x = %d\n", x); // use of undeclared identifier 'x'

  return 0;
}

위 C 언어 코드를 보면 if 문 내에서 선언된 변수 x 는 if 문 코드 블록 내에서만 유효하다.
즉, if 문 코드 블록 밖에서는 참조가 불가능하다.

함수 레벨 스코프

함수 코드 블록 내에서만 참조(접근) 가능한 범위를 말한다.

 

📢 ES6 에 추가된 let을 사용하면 블록 레벨 스코프를 사용할 수 있다.

var x = 0;
{
  var x = 1;
  console.log(x); // 1
}
console.log(x);   // 1

let y = 0;
{
  let y = 1;
  console.log(y); // 1
}
console.log(y);   // 0

렉시컬 스코프

Scope의 또다른 특징으로, 상위 스코프를 결정하는 방법을 들 수 있다.
상위 스코프를 결정하는 방법엔 두가지가 있다.

• 동적 스코프
  • Dynamic Scope
  • 함수를 어디서 호출 하였는지에 따라 상위 스코프를 결정
• 렉시컬 스코프
  • Lexical scope/Static scope
  • 함수를 어디서 선언 하였는지에 따라 상위 스코프를 결정
  • JavaScript 및 대부분의 프로그래밍 언어에서 사용하는 방법

자바스크립트는 렉시컬 스코프를 따르므로 함수를 선언한 시점에 상위 스코프가 결정된다.
함수를 어디에서 호출하였는지는 스코프 결정에 아무런 의미를 주지 않는다.

var x = 1;

function foo() {
  var x = 10;
  bar();
}

function bar() {
  console.log(x);
}

foo(); // ?
bar(); // ?

위 예제의 함수 bar는 전역에 선언되었다.
따라서 함수 bar의 상위 스코프는 전역 스코프이고 위 예제는 전역 변수의 x의 값 1 을 두번 출력한다.

🛒 Scope의 종류

• 전역 스코프
  • Global scope
  • 코드 어디에서든지 참조 가능
• 지역 스코프
  • Local scope / Function-level scope
  • 함수 코드 블록이 만든 스코프로, 함수 자신과 하위 함수에서만 참조할 수 있다.

모든 변수는 스코프를 갖는다. 변수 관점에서 스코프를 구분하면 다음과 같이 나눌 수 있다.

• 전역 변수
  • Global variable
  • 전역에서 선언된 변수이며 어디에든 참조할 수 있다
• 지역 변수
  • Local variable
  • 지역(함수) 내에서 선언된 변수이며 그 지역과 그 지역의 하부 지역에서만 참조할 수 있다.

전역 스코프

Global scope.
전역에 변수를 선언하면 이 변수는 어디서든지 참조할 수 있는 전역 스코프를 갖는 변수가 된다.

var 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체(Global Object) window의 프로퍼티이다.

var global = 'global';

function foo() {
  var local = 'local';
  console.log(global);
  console.log(local);
}
foo();

console.log(global);
console.log(local); // Uncaught ReferenceError: local is not defined

변수 global는 함수 영역 밖의 전역에서 선언되었다.
자바스크립트는 타 언어와는 달리 특별한 시작점(Entry Point)가 없어서 위 코드와 같이 전역세 변수나 함수를 선언하기 쉽다.

 

C 언어의 경우 main 함수가 시작점이 되기 때문에 대부분의 코드는 main 함수 내에 포함된다.
C 언어의 경우 전역 변수를 선언하기 위해서는 의도적으로 main 함수 밖에 변수를 선언해야한다.

#include <stdio.h>

/* global variable declaration */
int g;

int main () {

  // local variable declaration
  int a, b;

  // actual initialization
  a = 10;
  b = 20;
  g = a + b;

  printf ("value of a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g);

  return 0;
}

🚨 주의

전역변수의 사용은 변수 이름이 중복될 수 있고,
의도치 않은 재할당에 의한 상태 변화로 코드를 예측하기 어렵게 만드므로 사용을 억제해야한다.

 

전역변수를 최소한으로 사용하는 방법

첫번째,
다음과 같이 전역 변수 객체를 하나 만들어 사용하는 것이다.

var MYAPP = {};

MYAPP.student = {
  name: 'Lee',
  gender: 'male'
};

console.log(MYAPP.student.name);

 

두번 째,
즉시실행함수(IIFE, Immediately-Invoked Function Expression)를 사용할 수 있다.
이 방법을 사용하면 전역 변수를 만들지 않으므로 라이브러리 등에 자주 사용된다.
즉시 실행함수는 즉시 실행되고, 그 후 전역에서 바로 사라진다.

(function () {
  var MYAPP = {};

  MYAPP.student = {
    name: 'Lee',
    gender: 'male'
  };

  console.log(MYAPP.student.name);
}());

console.log(MYAPP.student.name);

비 블록 스코프

Non blobk-level scope
전역 스코프 중 하나이다.
함수 밖에 선언된 변수는 코드 블록 내에서 선언됐을 지라도 JavaScript 에선 모두 전역 스코프를 갖게된다.

if (true) {
  var x = 5;
}
console.log(x);

암묵적 전역

선언하지 않은 식별자를 전역변수로 취급하는 것을 말한다.

var x = 10; // 전역 변수

function foo () {
  // 선언하지 않은 식별자
  y = 20;
  console.log(x + y);
}

foo(); // 30

위 예제에서 y는 선언하지 않은 식별자다.

자바스크립트는 foo가 호출 됐을 때 변수 y에 값을 할당하기 위해
먼저 스코프 체인을 통해 선언된 변수인지 확인한다.
이 때 자바스크립트 엔진은 선언이 되어 있지 않다는걸 확인하고 window.y = 20으로 프로퍼티를 동적 생성한다.
결국 y는 전역 객체의 프로퍼티가 되어 전역 변수처럼 동작한다.

 

하지만 y는 변수 선언 없이 단지 전역 객체의 프로퍼티로 추가되었을 뿐이다.
따라서 y는 변수가 아니다.
변수가 아닌 y는 변수 호이스팅이 발생하지 않는다.

 

스코프 체인

유효 범위를 나타내는 스코프가 scope 프로퍼티로 각 함수 객체 내에서 연결리스트 형식으로 관리되는데,
이 스코프 간의 상하관계를 스코프 체인이라고 한다.

 

좀 더 쉽게 이해하기 위해선, 실행 컨텍스트를 알아야한다.

(실행 컨텍스트에 대한 자세한 내용은 이 게시글을 참조)
실행 컨텍스트가 생성되면 js 엔진은 해당 컨텍스트에서 실행에 필요한 여러가지 정보를 담은 활성객체 라는 객체를 생성하는데,
이 활성 객체에 함수의 인자들을 유사 배열 형태로 담는 arguments 라는 객체가 생성되고,

현재 컨텍스트의 유효 범위를 나타내는 스코프 정보를 생성, 이 후 변수 생성과 this 바인딩을 한다.

 

스코프 정보는 현재 실행중인 실행 컨텍스트 안에서 연결 리스트와 유사한 형식으로 만들어진다 하였는데,
이 리스트를 스코프 체인이라고 한다. scope 프로퍼티로 참조된다.

지역 스코프

Local Scope.
함수 레벨 스코프(Function-level Scope) 라고 할 수 있다.

함수 내에서 선언된 매개변수와 변수는 함수 외부에서는 유효하지 않다.

예)

var a = 10;     // 전역변수

(function () {
  var b = 20;   // 지역변수
})();

console.log(a); // 10
console.log(b); // "b" is not defined. b는 지역 변수이다.

🛒 예제

전역 변수와 지역변수가 중복 선언된 경우

var x = 'global';

function foo() {
  var x = 'local';
  console.log(x);
}

foo();          // local
console.log(x); // global

전역 영역에서는 전역 변수만이 참조 가능하고,
함수 내 지역 영역에서는 전역과 지역 변수 모두 참조 가능하나,
위 예제와 같이 변수명이 중복된 경우, 지역변수를 우선하여 참조한다.

내부 함수의 경우

var x = 'global';

function foo() {
  var x = 'local';
  console.log(x);

  function bar() {  // 내부함수
    console.log(x); // ?
  }

  bar();
}
foo();
console.log(x); // ?

내부 함수는 자신을 포함하고 있는 외부함수의 변수에 접근할 수 있다.

 

함수 bar에서 참조하는 변수 x는 참수 foo에서 선언된 지역 변수이다.
이는 실행 컨텍스트의 스코프 체인 에 의해 참조 순위에서 전역 변수 x가 뒤로 밀렸기 때문이다.

 

함수(지역) 영역에서 전역변수를 참조할 수 있으므로 전역변수의 값도 변경할 수 있다.
내부 함수의 경우, 전역변수는 물론 상위 함수에서 선언한 변수에 접근/변경이 가능하다.

var foo = function ( ) {

  var a = 3, b = 5;

  var bar = function ( ) {
    var b = 7, c = 11;

// 이 시점에서 a는 3, b는 7, c는 11

    a += b + c;

// 이 시점에서 a는 21, b는 7, c는 11

  };

// 이 시점에서 a는 3, b는 5, c는 not defined

  bar( );

// 이 시점에서 a는 21, b는 5

};

중첩 스코프는 가장 인접한 지역을 우선하여 참조한다.