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> 클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다. ```js const x = 1; function outerFunc() { const x = 10; function innerFunc() { console.log(x); // 10 } innerFunc(); } outerFunc(); ``` 위 코드를 살펴보면, `outerFunc` 함수 내부에서 `중첩함수 innerFunc` 가 정의되고 호출되었다. > 자바스크립트는 함수를 어디서 정의했는지에 따라, 스코프가 결정되는 렉시컬 스코프를 따른다. 따라서, `innerFunc` 함수 내부에서는 상위 스코프인 `outerFunc` 함수 스코프의 변수 x에 접근하고 x를 출력할 수 있다. 하지만, 아래 예제처럼, `innerFunc` 함수가 `outerFunc` 함수 내부에 정의된 중첩 함수가 아니라면, `innerFunc`함수의 상위 스코프를 `outerFunc`함수가 아니기 때문에, `outerFunc`함수의 변수 x에 접근할 수 없다. ```js const x = 1; function outerFunc() { const x = 10; innerFunc(); } function innerFunc() { console.log(x); // 1 } outerFunc(); ```
# 🌟 렉시컬 스코프 `렉시컬 스코프`는 이미 앞에서 살펴보았지만, `실행 컨텍스트`의 관점에서 다시 한번 살펴보자. > 자바스크립트 엔진은 함수를 **어디서 호출**했는지가 아닌, 함수를 **어디서 정의**했는지에 따라 상위 스코프를 결정하며, 이를 렉시컬 스코프라고 한다. 아래 예제를 살펴보자. ```js const x = 1; function foo() { const x = 10; bar(); } function bar() { console.log(x); } foo(); // ? bar(); // ? ``` `foo` 함수와 `bar` 함수 모두 전역에서 정의된 함수이다. 따라서, `foo` 함수와 `bar` 함수의 상위 스코프는 전역 스코프이다. (함수를 어디서 호출했는지가 아닌, 함수를 어디서 정의했는지가 기준) 23장 실행 컨텍스트에서 보았듯, `스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경(lexical environment)`이다. 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer Lexical Environment Reference)를 통해, 상위 렉시컬 환경(상위 스코프)와 연결된다. 따라서, **"함수의 상위 스코프를 결정한다 === 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값을 결정한다"** 가 성립한다. > 요약하자면, 렉시컬 환경의 "외부 렉시컬 환경에 대한 참조"에 저장할 참조값, 즉 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경에 의해 결정된다.
# 🌟 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]] 함수가 정의된 환경과 호출된 환경을 다를 수 있다 (위 `innerFunc`, `outerFunc` 예제) 따라서, 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 **_자신이 호출된 환경과 관계없이 자신이 정의된 환경(상위 스코프)를 기억_**해야 한다. 이를 위해서, 함수는 자신의 내부 슬롯 `[[Environment]]`에 자신이 정의된 환경, 즉 **상위 스코프의 참조를 저장**한다. 함수 정의가 평가되어, 함수 객체를 생성할 때, 자신이 정의된 환경에 의해 결정된 상위 스코프의 참조를 함수 객체 자신의 내부 슬롯 `[[Environment]]`에 저장한다. (상위 스코프 저장) 함수 정의가 평가되고, 함수 객체를 생성하는 시점은 함수가 정의된 환경(상위 함수)이 평가 또는 실행되고 있는 시점이며, 이때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트는 상위 함수의 실행 컨텍스트이기 때문이다. (요약하면, a 함수안에 b함수가 있을 때, b 함수 객체가 생성되는 시점은 a 함수가 실행 중 혹은 평가 되는 시점이다) 따라서, 함수 객체의 `내부 슬롯 [[Environment]]`에 저장된 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에 대한 참조가 바로 `상위 스코프`다. 추가로, 이는 자신이 호출되었을 때, 생성될 함수 렉시컬 환경의 `외부 렉시컬 환경에 대한 참조(상위 스코프 정보)`에 저장될 참조값이다. ```js const x = 1; function foo() { const x = 10; bar(); } // 함수 bar는 자신의 상위 스코프, 즉 전역 렉시컬 환경을 [[Environment]]에 저장하여 기억한다. function bar() { console.log(x); } foo(); // ? bar(); // ? ```
# 🌟 클로저와 렉시컬 환경 ```js 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 10 ``` `const innerFunc = outer()` 실행 후, `outer 함수`는 중첩 함수 `inner`를 반환하고, `life Cycle`을 종료한다. 또한, `outer함수의 실행 컨텍스트`는 실행 컨텍스트 스택에서 제거된다. 이때, `outer` 함수의 지역 변수 `x`와 변수 값 10을 저장하고 있던 `outer` 함수의 **실행 컨텍스트가 제거**되었으므로, `outer` 함수의 변수 `x`에 접근할 수 있는 방법은 없어 보인다. 그러나, 위 코드의 실행결과 `innerFunc()` 실행 후, 지역 변수 x의 값인 10이 출력되는 것을 확인할 수 있다. 이미 생명 주기가 종료되고, **실행 컨텍스트 스택에서 제거된 outer 함수의 지역 변수 x를 어떻게 참조**할 수 있을까? 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(Closure)`라고 부른다. 위에서 클로저의 정의는 다음과 같다고 했다. "클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다" 여기서 그 함수가 선언된 렉시컬 환경이란? 위에서 살펴본 바에 따라 상위 스코프를 의미한다. > 즉, 클로저는 함수와 그 함수의 상위 스코프의 조합이다. 자바스크립트의 모든 함수는 자신의 `상위 스코프`를 `실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조`를 통해 기억한다. 모든 함수가 기억하는 상위 스코프는 함수를 어디서 호출했는지에 관계없이 유지된다. 따라서, 함수를 어디서 호출하든 상관없이, 함수는 **언제나 자신이 기억하는 상위 스코프의 식별자를 참조**할 수 있으며, 식별자에 바인딩된 값을 변경할 수 있다. (내부 슬롯 [[Environment]]를 활용) 위 예제에서, `outer` 함수의 실행이 종료되면 `inner` 함수를 반환하고 `outer` 함수의 `life Cycle`이 종료된다. 즉, `outer` 함수의 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에서 제거된다. > 이때, `outer` 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 제거되지만, `outer` 함수의 렉시컬 환경(스코프)까지 소멸하는 것은 아니다. `outer`함수의 렉시컬 환경(스코프)는 `inner` 함수의 내부 슬롯 `[[Environment]]`에 의해 참조되고 있고, `inner` 함수는 전역 변수 `innerFunc`에 의해 참조되고 있으므로, 가비지 컬렉션의 대상이 되지 않기 때문에, 메모리 공간이 해제되지 않는다. 중첩 함수 `inner`는 외부 함수 `outer`보다 더 오래 생존한다. 이때, **외부 함수보다 더 오래 생존한 중첩 함수는 외부 함수의 생존 여부와 상관없이 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 기억**한다. 이처럼 중첩 함수 `inner`의 내부에서는 상위 스코프를 참조할 수 있으므로 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있고, 값을 변경할 수도 있다.
# 🌟 클로저의 활용 `클로저`는 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다. 즉, 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 상태를 안전하게 은닉하고 `특정 함수에게만 상태 변경`을 허용하기 위해 사용한다. ```js title="Counter.js" let num = 0; const increase = function () { return ++num; }; console.log(increase()); console.log(increase()); console.log(increase()); ``` 위 코드는 잘 동작하지만, 오류를 발생시킬 가능성이 있다. 위 코드가 잘 동작하기 위해서는, 두 가지 전재조건이 있다. 1. `num` 변수의 값이 `increase` 함수가 호출되기 전까지 변경되지 않고 유지되어야 한다. 2. `num` 변수의 값은 `increase` 함수만이 변경할 수 있어야 한다. 변수 `num`은 `전역 변수`이기 때문에, 언제든지 누구나 접근할 수 있고 변경할 수 있다 (암묵적 결합) 이를 해결하기 위해, 전역 변수 `num`을 `increase` 함수의 지역 변수로 바꾸어보자 ```js title="Counter.js" // 카운트 상태 변경 함수 const increase = function () { // 카운트 상태 변수 let num = 0; // 카운트 상태를 1만큼 증가 시킨다. return ++num; }; // 이전 상태를 유지하지 못한다. console.log(increase()); // 1 console.log(increase()); // 1 console.log(increase()); // 1 ``` 변수 `num`의 의도치 않는 변경을 막을 수는 있지만, `increase` 함수가 호출될 때마다 지역 변수 `num`은 다시 선언되고 `0`으로 초기화되기 대문에, 출력 결과는 언제나 1이다. > 다시 말해, 이전 상태를 유지하지 못한다. 이전 상태를 유지할 수 있도록 `클로저`를 사용해보자. ```js title="CounterWithClosure.js" const increase = (function () { // 카운트 상태 변수 let num = 0; // 클로저 return function () { // 카운트 상태를 1만큼 증가 시킨다. return ++num; }; })(); console.log(increase()); // 1 console.log(increase()); // 2 console.log(increase()); // 3 ``` 위 코드는 즉시 실행 함수가 호출되고, 즉시 실행 함수가 반환한 함수가 `increase` 변수에 할당된다. `increase` 변수에 할당된 반환된 함수는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 **상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경(스코프)를 기억하는 클로저**다. 즉시 실행 함수는 호출 직후. 소멸되지만, 즉시 실행 함수가 반환한 `클로저`는 `increase` 변수에 할당되어 호출된다. 이처럼 클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고, 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다. 위 예제를 발전시켜 보자. ```js title="CounterWithClosure.js" const counter = (function () { // 카운트 상태 변수 let num = 0; // 클로저인 메서드를 갖는 객체를 반환한다. // 객체 리터럴은 스코프를 만들지 않는다. // 따라서 아래 메서드들의 상위 스코프는 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경이다. return { // num: 0, // 프로퍼티는 public하므로 은닉되지 않는다. 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 ``` 위 예제에서 `return` 에 의해 반환되는 객체는 즉시 실행 함수의 실행 단계에서 평가되어 객체가 된다. 이때, 객체의 메서드(`increase()`, `decrease()`) 도 함수 객체로 생성된다. 객체 리터럴의 중괄호는 코드 블록이 아니므로 별도의 스코프를 생성하지 않는다.
# 🌟 캡슐화와 정보 은닉 `캡슐화`는 객체의 `상태를 나타내는 프로퍼티`와 `프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드`를 하나로 묶는 것을 말한다. 캡슐화는 객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 사용하기도 하는데, 이를 `정보 은닉` 이라고 한다. 정보 은닉은 외부에 공개할 필요가 없는 구현의 일부를 외부에 공개되지 않도록 감추어 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성(결합도)를 낮추는 효과가 있다. ```js function Person(name, age) { this.name = name; //public let _age = age; // private // 인스턴스 메서드 this.sayHi = function () { console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}.`); }; } 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 ``` 위 예제에서 `name` 프로퍼티는 외부로 공개 되어 있어 자유롭게 참조하거나 변경할 수 있다. 즉 `public`하다 `_age` 변수는 `Person` 생성자 함수의 지역 변수이기 때문에, `Person` 생성자 함수 외부에서 참조하거나 변경할 수 없다. 즉 `private`이다. `sayHi`메서드는 인스턴스 메서드이므로, Person 객체가 생성될 때마다, 중복 생성된다. 이를 막기 위해 `sayHi` 메서드를 프로토타입 메서드로 변경해보자. ```js function Person(name, age) { this.name = name; let _age = age; } // 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}.`); }; ``` 이때, `Person.prototype.sayHi` 메서드 내에서 Person 생성자 함수의 지역 변수 `_age`를 참조할 수 없는 문제가 발생한다. 따라서, 다음과 같이 즉시 실행 함수를 사용해, `Person` 생성자 함수와 `Person.prototype.sayHi` 메서드를 하나의 함수 내에 모아 보자. ```js 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. console.log(you.name); // Kim console.log(you._age); // undefined ``` 위 패턴을 사용하면, 은닉이 가능한 것처럼 보인다. 즉시 실행 함수가 반환하는 `Person` 생성자 함수와 Person 생성자 함수의 인스턴스가 상속받아 호출할 `Person.prototype.sayHi` 메서드는 즉시 실행 함수가 종료된 이후 호출된다. 하지만, `Person` 생성자 함수와 `sayHi` 메서드는 이미 종료되어, 소멸한 즉시 실행 함수의 지역 변수 `_age` 를 참조할 수 있는 클로저다. 위 코드에도 문제가 존재한다. `Person` 생성자 함수가 여러 개의 인스턴스를 생성할 경우 다음과 같이 `_age` 변수의 상태가 유지되지 않는 것이다. ```js const me = new Person("Lee", 20); me.sayHi(); // Hi! My name is Lee. I am 20. const you = new Person("Kim", 30); you.sayHi(); // Hi! My name is Kim. I am 30. // _age 변수 값이 변경된다! me.sayHi(); // Hi! My name is Lee. I am 30. ``` 이는 `Person.prototype.sayHi` 메서드가 단 한 번 생성되는 클로저이기 때문에 발생하는 현상이다. `Person.prototype.sayHi` 메서드는 즉시 실행 함수가 호출될 때 생성된다. 이때, `Person.prototype.sayHi` 메서드는 자신의 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조(스코프)를 `[[Environment]]`에 저장하여 기억한다. 따라서, `Person` 생성자 함수의 모든 인스턴스가 상속을 통해 호출할 수 있는 `Person.prototype.sayHi` 메서드의 상위 스코프는 항상 동일하다(즉시 실행 함수의 스코프)
# 🌟 자주 발생하는 실수 ```js var funcs = []; for (var i = 0; i < 3; i++) { funcs[i] = function () { return i; }; // ① } for (var j = 0; j < funcs.length; j++) { console.log(funcs[j]()); // ② } ``` 위 예제는 `console.log` 를 통해, 0, 1, 2 를 출력하기를 바라지만, 실제로는 3만을 출력한다. 이는 `for` 문의 변수 선언문에서, `var`로 선언된 변수 i는 블록 레벨 스코프가 아닌 함수 레벨 스코프를 따르기 때문에, 전역 변수다 전역 변수 `i`에는 0, 1, 2가 순차적으로 할당된다. 따라서, `funcs` 배열의 요소로 추가한 함수를 호출하면. 전역 변수 `i`를 참조해 `i`의 값 3이 출력된다. 위 예제를 클로저를 이용해 올바르게 동작하는 코드로 바꿔보자. ```js var funcs = []; for (var i = 0; i < 3; i++) { funcs[i] = (function (id) { // ① return function () { return id; }; })(i); } for (var j = 0; j < funcs.length; j++) { console.log(funcs[j]()); } ``` ① 에서 즉시 실행 함수는 전역 변수 i에 현재 할당되어 있는 값을 인수로 전달받아 매게변수 `id`에 할당한 중첩 함수를 반환하고 종료한다. 즉시 실행 함수가 반환한 함수는 `funcs` 배열에 순차적으로 저장된다. 이때, 즉시 실행 함수의 매게변수 `id`는 즉시 실행 함수가 반환한 중첩 함수의 `상위 스코프`에 존재한다. 즉시, 실행 함수가 반환한 중첩 함수는 자신의 상위 스코프를 기억하는 클로저이고, 매게변수 `id`는 즉시 실행 함수가 반환한 중첩 함수에 묶여 있는 자유 변수가 되어 그 값을 유지한다. 이런 문제를 해결하는 또 하나의 방법은 `var` 키워드가 아닌 `let` 키워드를 사용하는 것이다. ```js const funcs = []; for (let i = 0; i < 3; i++) { funcs[i] = function () { return i; }; } for (let i = 0; i < funcs.length; i++) { console.log(funcs[i]()); // 0 1 2 } ``` `let` 키워드는 블록 레벨 스코프를 가지기 때문이다.
# ✨ 요약 `클로저`는 **함수와 해당 함수의 상위 스코프와의 관계**를 의미 함수는 내부 슬롯 `[[Environment]]`를 통해 상위 스코프의 정보를 참조함 -> 따라서, 상위 스코프는 사라지지 않음 → 후에 참조가 종료되면 가비지 컬렉터에 의해 사라진다. 클로저를 통해, 의도치 않은 상태 변경을 막을 수 있음 (특정 함수에게만 상태 변경 허용 -> react useState와 유사)

클로저 [모던 자바스크립트 Deep Dive 24장]