[Modern Javascript Deep Dive] #4 변수

4.1 변수란 무엇인가? 

 10+20이라는 간단한 식이 있다. 사람이 이를 계산하기 위해서는 10, 20, +라는 정보들을 기억하고 해석할 수 있어야 한다. 컴퓨터도 마찬가지다. 식에서 제공된 세 정보(10, 20, +)를 알고 있어야 하고 10+20을 해석할 수 있어야 한다. 컴퓨터는 CPU로 계산하고 메모리로 기억한다. 

 메모리는 데이터를 저장하는 셀의 집합이다. 셀 하나는 1byte이고, 컴퓨터는 셀 단위로 데이터를 읽고 쓴다. 메모리의 셀들은 메모리 주소값을 가진다. 셀이 메모리 공간의 어디에 위치하는지 나타내는 값이다. 메모리 주소값은 0부터 메모리 크기만큼의 정수로 표현된다. 이때, 메모리에 저장되는 모든 데이터는 2진수로 저장된다. 

 10+20을 성공적으로 연산하면 30이라는 값이 메모리에 저장된다. 컴퓨터에서 10+20이라는 연산은 30이라는 값을 사용하기 위해 수행되었을 것이다. 이 값을 재사용하기 위해서는 메모리에 직접 접근하는 수밖에 없다. 메모리 공간에서의 위치, 즉 메모리 주소값을 알아야 한다. 

 하지만 메모리 주소값을 안다고 해서 값을 재사용하는 것은 불가능하다. 여기에는 두 가지 이유가 있다.

• 작은 실수로 OS를 건드리면 치명적인 오류가 발생할 수 있다. 
• 코드가 실행될 때마다 메모리 주소는 임의로 결정된다. 

그래서 우리는 변수를 사용한다. 값을 저장하기 위한 메모리 공간 또는 메모리 공간을 식별하기 위한 이름이다. 변수는 컴파일러(혹은 인터프리터)에 의해 메모리 공간 주소로 치환되어 실행되는데 이 덕분에 안전하게 값을 참조할 수 있게 된다. 

 

4.2 식별자

 변수 이름은 식별자(identifier)라고도 한다. 값을 구별할 수 있는 고유한 이름이다. 식별자와 메모리 주소값은 매핑되어 메모리(자바스크립트 엔진 내부의 실행 컨텍스트)에 저장되어야 한다. 식별자와 값이 아닌 식별자와 메모리 주소값이 매핑된다. 그래서 식별자는 값이 아닌 메모리 주소를 기억하고 있다. 

 식별자는 변수뿐 아니라 함수, 클래스 등의 이름을 모두 포함하는 개념이다. 메모리의 값을 구분 지을 수 있는(식별할 수 있는) 모든 이름은 식별자이다. 이 식별자는 자바스크립트 엔진에 선언됨으로써 사용 가능하다. 

 

4.3 변수 선언

 간단하게는 변수를 생성하는 것을 말한다. 구체적으로 말하면 메모리 공간을 확보하고 변수명과 메모리 주소값을 매핑하여 값을 저장할 수 있게 해주는 것이다. 변수를 사용하기 위해서는 반드시 선언이 필요하다. var, let, const 등의 키워드를 사용하여 선언할 수 있다. let과 const는 var의 스코프(변수가 사용되는 범위) 문제로 인해 생긴 키워드이다. 이 둘을 많이 사용하고 var는 거의 사용되지 않는다. let과 const에 대해서는 이후에 자세히 다뤄보도록 하자. 당분간은 var 키워드를 사용한다. 아래는 var 키워드로 변수를 선언하는 예시이다.

var example;

 

변수가 선언되는 과정은 다음과 같다.

1. 메모리 공간의 공간을 확보한다.
2. 변수명과 메모리 주소값을 매핑하여 실행 컨텍스트에 등록한다.
3. 자바스크립트 엔진이 해당 변수에 undefined를 할당하여 초기화한다. 

 위의 과정에서 알 수 있듯이 변수 선언은 할당과 초기화가 동시에 진행된다. 초기화는 변수에 최초로 값을 할당하는 것을 말한다. var 키워드는 선언과 동시에 undefined로 초기화되기 때문에 개발자가 할당하지 않아도 undefined라는 값을 가진다. 

 

4.4 변수 선언의 실행 시점과 변수 호이스팅

console.log(temp);
var temp;

 위 코드를 실행시켜 보면 정상적으로 실행되어 undefined가 출력된다. 변수를 선언하기 전에 사용했는데 왜 에러가 생기지 않을까? 변수 선언은 런타임(실행되는 시점) 이전에 실행되기 때문이다. 

 자바스크립트는 코드를 실행하기 전에 이를 평가한다. 평가 과정에서 모든 선언문이 먼저 실행된다. 이것이 끝나고 나서 코드를 실행한다. 변수 등 모든 식별자의 선언문이 코드의 제일 위로 올라온 것처럼 작동하는 것을 변수 호이스팅(variable hoisting)이라 한다. 

 

4.5 값의 할당

할당은 = 연산자를 사용한다. 우변의 값을 좌변의 변수에 할당한다. 선언과 동시에 할당할 수도 있다. 

// 변수 선언
var temp1;
//변수 할당
temp1 = 0;

// 변수 선언 + 할당
var temp2 = 1;

 변수 선언은 런타임 이전에 실행되지만 할당은 런타임에 실행된다. 

console.log(temp); // undefined
var temp;
temp = 2;
console.log(temp); // 2

 위의 코드를 실행시키면 undefined, 2가 출력된다. 변수 temp는 런타임 이전에 호이스팅 되어 선언된다. 이때 undefined로 초기화되어 첫 번째 console.log()에서 undefined가 출력된다. 그다음으로 temp에 2가 할당되고 마지막 console.log()가 실행되어 2가 출력된다. 변수 선언과 할당을 동시에 해도 동일하게 작동한다. 코드에서는 동시에 실행되는 것처럼 보여도 자바스크립트 엔진은 두 개의 문으로 나누어 실행시키기 때문이다. 

 

 변수에 값을 할당할 때, undefined를 새로운 값으로 수정하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간에 80을 저장한다. 실행 컨텍스트에서는 매핑 정보(식별자 - 메모리 주소값)가 수정될 것이다. 

 

4.6 값의 재할당

 이미 할당된 값이 있는 변수에 새로운 값을 할당할 수 있다. 

var temp = 0;
temp = 2;

 위에서 설명한 것처럼, 

1. 메모리 공간을 확보하고 실행 컨텍스트에 매핑 정보를 등록
2. undefined로 초기화
3. line1, temp에 0 할당 (수정 X, 주소값 변경)
4. line2, temp에 2 할당 (수정 X, 주소값 변경)

 이 과정을 거쳐 실행될 것이다. 메모리 공간의 값이 수정되는 것이 아니라 빈 공간을 사용하는 것이라면 나중에는 메모리 공간이 부족해지지 않을까(메모리 누수, memory leak)? 사용되지 않는 메모리 공간은 자동으로 해제된다. 가비지 콜렉터(GC, garbage collector)가 이를 수행한다. 단, 언제 해제될지는 예측할 수 없다. 

 

4.7 식별자 네이밍 규칙

 식별자의 이름을 지을 때는 몇 가지 규칙을 지켜야 한다. 

• 특수문자 제외한 문자, 숫자, 언더스코어(_), 캐시($)를 포함할 수 있다.
• 문자, 언더스코어, 캐시로 시작해야 한다. 숫자로 시작할 수 없다. 
• 예약어(프로그래밍 언어에 사용되는 단어)는 식별자로 사용될 수 없다. 

문법과 별개로, 식별자의 이름을 지을 때는 역할과 기능을 생각하며 심사숙고하여 지어야한다.