[Deep dive] 24장 클로저

클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.

 

24.1 렉시컬 스코프 

 

- 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 결정 

 

 

24.2 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]

 

- 함수 정의가 평가되어 함수 객체를 생성할 때 자신이 정의된 환경(위치)에 의해 결정된 상위 스코프의 참조를 객체 자신의 내부 슬롯 [[Environmnet]]에 저장 

- 자신의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킴

- 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 바로 상위 스코프임

- 함수 객체는 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한 렉시컬 환경의 참조(상위 스코프)를 자신이 존재하는 한 기억 

 

ex)

const x =1;

function foo() {
  const x = 10;

  //상위 스코프는 함수 정의 환경에 따라 결정
  //함수 호출 위치와 상위 스코프는 아무런 관계가 없음
  bar();
}

//함수 bar는 자신의 상위 스코프, 즉 전역 렉시컬 환경 [[Environment]]에 저장하여 기억 
function bar() {
  console.log(x);
}

foo(); //1
bar(); //1

 - foo 함수와 bar 함수는 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성하고 전역 객체 window의 메서드가 됨

 - 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 전역 렉시컬 환경의 참조가 정의 

 

 

24.3 클로저와 렉시컬 환경

 

클로저(clousere)

 

- 외부 함수보다 중첩함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있음. 이러한 중첩함수를 클로저라 부름

 

- 클로저는 중첩함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고 중첩함수가 외부함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정

 

- 자유 변수(free variable)

 - 클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수 

 

- 클로저란 자유 변수에 묶여있는 함수 

 

const x = 1;

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

//outer 함수를 호출하면 중첩함수 inner 반환
//그리고 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트에서 팝되어 제거 
const innerFunc = outer(); 
innerFunc(); //10

 

- 자바스크립트의 모든 함수는 자신의 상위 스코프를 기억

- 모든 함수가 기억하는 상위 스코프는 함수를 어디서 호출하든 상관없든 유지 

- 함수를 어디서 호출하든 상관없이 함수는 언제나 자신이 기억하는 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있으며 식별자에 바인딩된 값을 변경 가능 

 

- outer 함수를 호출하면 outer 함수의 렉시컬 환경이 생성되고 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장된 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 렉시컬 환경의 "외부 렉시컬 환경에 대한 참조"에 할당

 

- 중첩 함수 inner는 자신의 [[Environment]] 내부 슬롯에 outer 함수의 렉시컬 환경을 상위 스코프로서 저장 

 

- outer 함수의 실행이 종료하면 inner 함수를 반환하면서 outer 함수의 생명주기가 종료 

- outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거되지만 outer 함수의 렉시컬 환경까지 소멸하는 것은 아님

 ( outer 함수의 렉시컬 환경을 inner 함수의 [[Environmnet]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있기 떄문)

 

 

24.4 클로저의 활용 

 

- 클로저는 상태 (state)를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용 

- 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉(information hiding)하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용 

 

ex) 

함수가 호출될 때 마다 호출된 횟수를 누적하여 출력하는 카운터 

 

전제 조건

1) 카운트 상태 (num 변수의 값)는 increase 함수가 호출되기 전까지 변경되지 않고 유지되어야함

2) 이를 위해 카운트 상태 (num 변수의 값)는 increase 함수만이 변경할 수 있어야 함 

 

①

//카운트 상태 변경 함수 
const increase = (function () {
  //카운트 상태 변수 
  let num = 0;

  //클로저 
  return function() {
    //카운트 상태를 1만큼 증가 
    return ++num;
  };
}());

console.log(increase()); //1
console.log(increase()); //2
console.log(increase()); //3

- 즉시 실행 함수가 호출되고 즉시 실행 함수가 반환한 함수가 increase 변수에 할당됨 

- increase 변수에 할당된 함수는 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저 

- 즉시 실행 함수는 호출한 이후 소멸되지만 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 increase 변수에 할당되어 호출됨

 

- 클로저는 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억

 -> 자유 변수 num을 언제 어디서 호출하든지 참조하고 변경 가능 

 

②

- 카운터의 증감 연동 

const counter = (function () {
  //카운트 상태 변수 
  let num = 0;

  //클로저인 메서드를 갖는 객체를 반환
  //객체 리터럴은 스코프를 만들지 않음
  //따라서 아래 메서드들의 상위 스코프는 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경
  return {
    //num:0, // 프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않음
    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

- 객체 리터럴은 즉시 실행 함수의 실행 단계에서 평가되어 객체가 됨

- 객체의 메서드도 함수 객체로 생성

- 객체 리터럴의 중괄호는 코드 블록이 아니므로 별도의 스코프를 생성하지 않음

- increase, decreaes 메서드의 상위 스코프는 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경

 

③

- 생성자 함수로 표현, 카운터 증감 연동

const Counter = ( function () {
  //카운터 상태 변수 
  let num = 0;

  function Counter() {
    //this.num = 0; //프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않음
  }

  Counter.prototype.increase = function () {
    return ++num;
  };

  Counter.prototype.decrease = function () {
    return --num;
  };

  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

- num은 즉시 실행 함수 내에서 선언된 변수

- increase, decrease 메서드는 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저 

 -> 프로토타입을 통해 상속되는 프로토타입 메서드일지라도 즉시 실행 함수의 자유 변수 num을 참조 가능

 -> num 변수의 값은 increase, decrease 메서드만이 변경 가능

 

④

카운터 증감 연동 x

//함수를 인수로 전달받고 함수를 반환하는 고차함수 
//이 함수는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 counter를 기억하는 클로저를 반환
function makeCounter(aux) {
  //카운트 상태를 유지하기 위한 자유변수 
  let counter = 0;

  //클로저를 반환
  return function() {
    //인수로 전달받은 보조 함수에 상태변경을 위임
    counter = aux(counter);
    return counter;
  };
}

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

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

//함수로 함수를 생성
//makeCounter 함수는 보조 함수를 인수로 전달받아 함수를 반환
const increaser = makeCounter(increase);
console.log(increaser()); //1
console.log(increaser()); //2

//increaser 함수와는 별개의 독립된 렉시컬 환경을 갖기 때문에 카운터 상태가 연동하지 않음
const decreaser = makeCounter(decrease);
console.log(decreaser());//-1
console.log(decreaser()); //-2

- makeCounter 함수는 보조 함수를 인자로 전달받고 함수를 반환하는 고차 함수 

- makeCounter 함수가 반환하는 함수는 자신이 생성되었을 떄의 렉시컬 환경인 makeCounter 함수의 스코프에 속한 counter변수를 기억하는 클로저 

 

- makeCounter 함수를 호출해 함수를 반환할 때 반환된 함수는 자신만의 독립된 렉시컬 환경을 가짐

 -> 카운트를 유지하기 위한 자유 변수 counter을 공유하지 않아 카운터의 증감이 연동되지 않음

 

 

24.5 캡슐화와 정보 은닉

 

캡슐화 (encapsulation)

 - 객체의 상태(state)를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작(behavior)인 메서드를 하나로 묶는 것

 

정보 은닉 (information hiding)

 - 외부에 공개할 필요가 없는 구현의 일부를 외부에 공개되지 않도록 감추어 적절치 못한 접근 으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성, 즉 결합도(coupling)을 낮추는 효과가 있음

 

- 자바스크립트 객체의 모든 프로퍼티와 메서드는 기본적으로 외부에 공개되어 있음

function Person(name,age) {
  this.name = name; //public
  let _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}`);
};

- name 프로퍼티는 외부로 공개되어 있어서 자유롭게 참조하거나 변경 가능 

- _age 변수는 Person 생성자 함수의 지역 변수이므로 Person 생성자 함수 외부에서 참조하거나 변경 불가 

-  Person.prototype.sayHi 메서드 내에서 Person 생성자 함수의 지역 변수  _age를 참조할 수 없는 문제 발생 

 

const Person = (function () {
  let _age = 0; //private

  //생성자 함수 
  function Person(name, age) {
    this.name = name; //public
    _age = age;
  }

  //프로토타입 메서드 
  Person.prototype.sayHi = function () {
    console.log(`Hi My name is ${this.name}. I am ${_age}`);
  };

  //생성자 함수를 반환
  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

 - 즉시 실행 함수가 반환하는 Person 생성자 함수와 Person 생성자 함수의 인스턴스가 상속받아 호출할 Person.prototype.sayHi 메서드는 즉시 실행 함수가 종료된 이후에 호출

- Person  생성자 함수와 sayHi 메서드는 이미 종료되어 소멸된 즉시 실행 함수의 지역 변수 _age를 참조할 수 있는 클로저