[모던 자바스크립트 Deep Dive] 24장. 클로저(Closure)

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[모던 자바스크립트 Deep Dive] 24장. 클로저(Closure)

니 뽀 2023. 3. 8. 14:54

1. 렉시컬 스코프 (정적 스코프)

- 자바스크립트 엔진은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정.

- 함수의 상위 스코프를 결정한다 = 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값을 결정한다.

* 스코프 체인 : 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경은 자신의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer lexcial environment reference)를 통해 상위 렉시컬 환경과 연결되는 것.

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.

2. 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]

- 함수는 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장.

상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킴.

- 자신이 존재하는 한 상위 스코프를 기억한다.

3. 클로저와 렉시컬 환경

const x = 1;

function outer() {
    const x = 10;
    const inner = function() {console.log(x);};
    return inner;
}

const innerFunc = outer();
innerFunc();

outer 함수를 호출하면 outer함수는 inner 함수를 반환하고 생명 주기를 마감한다.

즉, outer 함수의 실행이 종료되면 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거된다.

이때 outer함수의 지역 변수 x와 값 10 또한 생명 주기를 마감하여 x 변수에 접근할 수 있는 방법이 없어보인다.

하지만 innerFunc() 실행결과는 10 이다.

1) 예제에 대한 설명

(1) outer 함수가 평가되어 함수 객체를 생성할 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경(전역 렉시컬 환경)을 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 상위 스코프로서 저장한다.

(2) outer 함수를 호출하면 outer 함수의 렉시컬 환경이 생성되고, [[Environment]] 내부 슬롯에 저장된 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 렉시컬 환경의 "외부 렉시컬 환경에 대한 참조"에 할당한다.

(3) 중첩 함수 inner 평가된다. inner는 자신의 [[Environment]] 내부 슬롯에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경(outer 함수의 렉시컬 환경)을 상위 스코프로서 저장한다.

(4) outer 함수의 실행이 종료되면 inner 함수를 반환하면서 outer 함수의 생명 주기가 종료된다. 이 때 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거되지만 outer 함수의 렉시컬 환경까지 소멸되진 않는다.

- outer 함수의 렉시컬 환경은 inner 함수의 [[Environment]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있고

inner 함수는 전역 변수 innerFunc에 의해 참조 되고 있으므로 가비지 컬렉션 대상이 되지 않기 때문이다.

(5) outer 함수가 반환한 inner 함수를 호출하면 inner 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 실행 컨텍스트 스택에 푸시된다. 그리고 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 inner 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장되어 있는 참조값을 할당한다.

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.

* 클로저는 중첩 함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정하는 것이 일반적.

* 클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수를 자유 변수 라고 부른다.

4. 클로저의 활용

- 클로저는 상태(State)를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용된다.

즉, 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 혀용하기 위해 사용한다.

const counter = (function () {
    let counter = 0;
    
    return function (aux) {
        counter = aux(counter);
        return counter;
    };
}());

function increase(n) {
    return ++n;
}

function decrease(n) {
    return --n;
}

console.log(counter(increase)); // 1
console.log(counter(increase)); // 2
console.log(counter(decrease)); // 1
console.log(counter(decrease)); // 0

5. 캡슐화와 정보 은닉

1) 캡슐화(Encapsulation)

- 객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것.

2) 정보 은닉(Information Hiding)

- 캡슐화를 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하는 것.

- 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성(결합도)를 낮추는 효과.

3) 예제

const Person = (function() {
    let _age = 0; //private
    
    function Person(name, age) {
        this.name = name; //public
        _age = age;
    }
    
    Person.prototype.sayHi = function() {
        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.

me.sayHi(); // Hi! My Name is Lee. I am 20.

public, private, protected 같은 접근 제한자를 제공하지 않는 자바스크립트에서도 정보 은닉이 가능한 것처럼 보이지만

여러 개의 인스턴스를 생성할 경우 _age 변수의 상태가 유지되지 않는다.

여기서 클로저는 Person 생성자 함수와 sayHi 메서드 라고 할 수 있다.