처음부터 시작하는 javascript deep dive(24. 클로저)

 

핵심 정리

24장 클로저

클로저는 자바스크립트 고유의 개념이 아닙니다. 함수를 일급 객체로 취급하는 함수형 프로그래밍 언어에서 사용되는 중요한 특성입니다.

클러저는 자바스크립트 고유의 개념이 아니므로 클로저의 정의가 ECMAScript 사양에 등장하지 않습니다.

MDN에서는 클로저에 대해 다음과 같이 정의합니다.

"클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다."

 

1. 렉시컬 스코프

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

이를 렉시컬 스코프(정적 스코프)라 합니다.

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 결정됩니다. 이것이 바로 렉시컬 스코프입니다.

 

2. 함수 객체의 내부 슬롯[[Environment]]

렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 자신이 호출되는 환경과는 상관없이 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프를 기억해야 한다. 이를 위해 함수는 자신의 내부 슬롯[[Environmnet]]에 자신이 정의된 환경, 즉 상위 스코프의 참조를 저장합니다.

 

3. 클로저와 렉시컬 환경

const x = 1;

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

// outer 함수를 호출하면 중첩 함수 inner를 반환한다.
// 그리고 outer 함수의 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 제거된다.
const innerFunc = outer();
innerFunc(); // 10

실행 결과는 outer 함수의 지역 변수 x의 값인 10입니다. 이미 생명 주기가 종료되어 실행 컨텍스트 스택에서 제거된 outer 함수의 지역 변수 x가 다시 부활이라도 한 듯이 동작하고 있습니다. 이처럼 외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있습니다. 이러한 중첩 함수를 클로저라고 부릅니다.

 

하나씩 코드를 살펴보면

outer 함수가 평가되어 함수 객체를 생성할 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 렉시컬 환경을 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 상위 스코프로서 저장합니다.

outer 함수를 호출하면 outer 함수의 렉시컬 환경이 생성되고 앞서 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장된 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 렉시컬 환경의 "외부 렉시컬 환경에 대한 참조"에 할당 합니다. 그리고 중첩 함수 inner가 평가됩니다.

이때 중첩 함수 inner는 자신의 [[Environment]] 내부 슬롯에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 outer 함수의 렉시컬 환경을 상위 스프로서 저장합니다.

중첩 함수 inner는 외부 함수 outer보다 더 오래 생존했습니다. 이때 외부 함수보다 더 오래 생존한 중첩 함수는 외부 함수의 생존 여부와 상관없이 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 기억합니다. 이처럼 중첩 함수 inner의 내부에서는 상위 스코프를 참조할 수 있으므로 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있고 식별자의 값을 변경할 수도 있습니다.

 

자바스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저입니다. 하지만 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지는 않습니다. 상위 스코프의 어떤 식별자도 참조하지 않는 경우 대부분의 모던 브라우저는 최적화를 통해 상위 스코프를 기억하지 않습니다.

 

클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수를 자유 변수(free variable)라고 부릅니다.

 

4. 클로저의 활용

클로저는 상태(state)를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용합니다. 상태를 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하기 위해 사용합니다.

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

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

 

위 코드가 실행되면 즉시 실행 함수가 호출되고 즉시 실행 함수가 반환한 함수가 increase 변수에 할당됩니다. increase 변수에 할당된 함수는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하는 클로저입니다.

즉시 실행 함수는 호출된 이후 소멸되지만 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 increase 변수에 할당되어 호출됩니다. 이때 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경으 기억하고 따라서 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 num을 언제 어디서 호출하든지 참조하고 변경할 수 있습니다.

이처럼 클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용합니다.