모던 자바스크립트 딥 다이브 (5) 04장 변수

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모던 자바스크립트 Deep Dive - YES24

위 교제의 내용을 공부하여 느낀점을 적고 배운것을 정리하는 글입니다.

 

4.1 변수란 무엇인가? 왜 필요한가?

 

애플리케이션은 데이터를 다룬다. 아무리 복잡한 애플리케이션이라 해도 데이터를 입력받아 처리하고 그 결과를 출력하는 것이 전부다. 변수는 프로그래밍 언어에서 데이터를 관리하기 위한 핵심 개념이다.

 

컴퓨터는 연산과 기억을 수행하는 부품이 나눠져 있다. 컴퓨터는 CPU를 사용해 연산하고, 메모리를 사용해 데이터를 기억한다.

메모리는 데이터를 저장할 수 있는 메모리 셀의 집합체다.

각 셀은 고유의 메모리 주소를 갖는다.

이 메모리 주소는 메모리 공간의 위치를 나타낸다.

 

컴퓨터는 모든 데이터를 2진수로 처리한다.

따라서 메모리에 저장되는 데이터는 데이터의 종류(숫자, 텍스트, 이미지, 동영상 등)와 상관없이 모두 2진수로 저장된다.

메모리에 저장되는 모든 값은 2진수로 저장된다는 것을 기억해야한다.

 

메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하는 것은 치명적 오류를 발생시킬 가능성이 높은 매우 위험한 일이다.

만약 실수로 운영체제가 사용하고 있는 값을 변경하면 시스템을 멈추게 하는 치명적인 오류가 발생할 수도 있다.

따라서 자바스크립트는 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않는다.

 

만약 자바스크립트가 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하더라도 문제가 있다.

값이 저장될 메모리 주소는 코드가 실행될 때 메모리의 상황에 따라 임의로 결정된다.

코드가 실행되기 이전에는 값이 저장된 메모리 주소를 알 수 없으며, 알려 주지도 않는다.

따라서 메모리 주소를 통해 값에 직접 접근하려는 시도는 올바른 방법이 아니다.

 

프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 매커니즘을 제공한다.

변수(variable)는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말한다. 

 

간단히 말하자면 변수는 프로그래밍 언어에서 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로, 값의 위치를 가르키는 상징적인 이름이다.  

 

따라서 개발자가 직접 메모리 주소를 통해 값을 저장하고 참조할 필요가 없고 변수를 통해 안전하게 값에 접근할 수 있다.

 

변수에 여러 개의 값을 저장하는 방법

배열이나 객체같은 자료구조를 사용하면 관련이 있는 여러 개의 값을 그룹화해서 하나의 값처럼 사용할 수 있다.

 

변수에 저장된 값의 의미를 파악할 수 있는 변수 이름은 가독성을 높이는 부수적인 효과도 있다.

 

개발자의 의도를 나타내는 명확한 네이밍은 코드를 이해하기 쉽게 만들며, 이는 협업과 품질 향상에 도움을 준다.

 

4.2 식별자

 

식별자는 메모리 공간에 저장되어 있는 어떤 값을 구별해서 식별해낼 수 있어야 한다.

어떤 값이 저장되어 있는 메모리 주소를 기억해야한다.

식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 맵핑 정보도 메모리에 저장되어야 한다.

쉽게 말해 메모리 주소에 붙인 이름이라고 생각할 수 있음.

식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며, 선언에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알린다.

 

4.3 변수 선언

변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말한다.

좀 더 자세히 말하면 값을 저장하기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것이다.

변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 확보가 해제 되기 전까지는 누구도 확보된 메모리 공간을 사용할 수 없도록 보호되므로 안전하게 사용할 수 있다.

 

변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요하다. 변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용한다.

 

변수를 선언한 이후, 아직 변수에 값을 할당하지 않았다. 따라서 변수 선언에 의해 확보된 메모리 공간은 비어 있을 것으로 생각할 수 있으나 확보된 메모리 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화된다. 이것은 자바스크립트의 독특한 특징이다.

 

var 키워드를 사용한 변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행된다.

var score;는 선언 단계를 통해 변수 이름 score를 등록하고, 초기화 단계를 통해 score 변수에 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화 한다.

일반적으로 초기화란 변수가 선언된 이후 최초로 값을 할당하는 것을 말한다.

var 키워드로 선언한 변수는 undefined로 암묵적인 초기화가 자동 수행된다. 따라서 var 키워드로 선언한 변수는 어떠한 값도 할당하지 않아도 undefined라는 값을 갖는다.

 

만약 초기화 단계를 거치지 않으면 확보된 메모리 공간에는 이전에 다른 애플리케이션이 사용했던 값이 남아 있을 수 있다.

이러한 값을 쓰레기 값이라고 한다.

따라서 메모리 공간을 확보한 다음, 값을 할당하지 않은 상태에서 곧바로 변수 값을 참조하면 쓰레기 값이 나올 수 있다.

자바스크립트의 var 키워드는 암묵적으로 초기화를 수행하므로 이러한 위험으로부터 안전하다.

 

4.4 변수선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

자바스크립트 코드는 인터프리터에 의한 한 줄씩 순차적으로 실행되므로 console.log가 먼저 실행되고 순차적으로 다음 줄에 있는 코드를 실행한다. 따라서 console.log가 실행되는 시점에는 아직 score 변수의 선언이 실행되지 않았으므로 참조 에러가 발생할 것처럼 보인다. 하지만 참조 에러가 발생하지 않고 undefined가 출력된다.

 

그 이유는 변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아니라 그 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

 

자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩  순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행한다.

그리고 소스코드의 평가 과정이 끝나면 비로소 변수 선언을 포함한 모든 선언물을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행한다.

즉, 자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든지 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행한다. 따라서 변수 선언이 소스코드의 어디에 위치하는지와 상관없이 어디서든지 변수를 참조할 수 있다.

 

변수선언(선언단계와 초기화 단계)이 소스코드가 순차적으로 실행되는 런타임 이전 단계에서 먼저 실행된다는 증거다. 이처럼 변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅이라 한다.

 

변수 선언뿐 아니라 var, let, const, function, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자는 호이스팅된다. 모든 선언문은 런타임 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문이다.

 

4.5 값의 할당

변수에 값을 할당 할 때는 할당 연산자 =를 사용한다. 할당 연산자는 우변의 값을 좌변의 변수에 할당한다.

var sco; // 변수 선언

sco = 90; // 값의 할당

하나의 문으로 단축 표현할 수도 있다.

var sco = 90; // 변수 선언과 값의 할당

 

이때 주의할 점은 변수 선언과 값의 할당의 실행 시점이 다르다는 것이다.

변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행된다.

 

변수의 선언과 값의 할당을 하나의 문장으로 단축 표현해도 자바스크립트 엔진은 변수의 선언과 할당을 2개의 문으로 나누어 각각 실행한다. 따라서 변수에 undefined가 할당되어 초기화되는 것은 변함이 없다. 변수에 값을 할당할 때는 이전 값 undefined가 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하여 그곳에 할당 값 90을 저장한다는 점에 주의하자.

 

4.6 값의 재할당

재할당이란 이미 있는 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 또다시 할당하는 것을 말한다.

 

var sco = 80;

sco = 90;

 

var 키워드로 선언한 변수는 값을 재할당할 수 있다. 재할당은 현재 변수에 저장된 값을 버리고 새로운 값을 저장하는 것이다.

var키워드로 선언한 변수는 선언과 동시에 undefined로 초기화되기 때문에 엄밀히 말하자면 변수에 처음으로 값을 할당하는 것도 사실은 재할당이다.

 

만약 값을 재할당 할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아니라 상수라 한다.

상수는 한번 정해지면 변하지 않는 값이다. 다시 말해 상수는 단 한번만 할당할 수 있는 변수다.

 

*기존에 알고 있던 상수의 개념은 저장된 값을 변경할 수 없는 키워드로 알고 있었다. 

값 80에서 재할당한 값 90으로 변경된다. 처음 값을 할당 했을 때와 마찬가지로 이전 값을 80이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 숫자 90을 저장한다.

 

현재 sco 변수의 값은 90이다. sco 변수의 이전값이 undefined와 80은 어떤 변수도 값으로 갖고 있지 않다. 다시 말해, 어떤 식별자와도 연결되어 있지 않다. 이것은 undefined와 80이 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미한다. 아무도 사용하고 있지 않으니 필요하지 않는 것이다.

이러한 불필요한 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제된다.

단. 메모리에서 언제 해제될지는 예측할 수 없다.

 

*가비지 콜렉터

가비지 콜렉터는 애플리케이션이 할당한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제하는 기능을 말한다. 자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로서 가비지 콜렉터를 통해 메모리 누수를 방지한다.