24-2장 클로저 - 이나린

docs/24_클로저/이나린.md

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+# 🎯 24 클로저
+
+[24.1 렉시컬 스코프](#1-렉시컬-스코프)  
+[24.2 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]](#2-함수-객체의-내부-슬롯-environment)  
+[24.3 클로저와 렉시컬 환경](#3-클로저와-렉시컬-환경)  
+[24.4 클로저의 활용](#4-클로저의-활용)  
+[24.5 캡슐화와 정보 은닉](#5-캡슐화와-정보-은닉)  
+[24.6 자주 발생하는 실수](#6-자주-발생하는-실수)
+
+## 0. 클로저
+
+`클로저는 함수와 그 함수가 선언된 렉시컬 환경과의 조합이다.`
+
+```javascript
+const x = 1;
+
+function outerFunc() {
+  const x = 10;
+  function innerFunc() {
+    console.log(x); // 10
+  }
+
+  innerFunc();
+}
+
+outerFunc();
+```
+
+위 예제에서 outerFunc 함수에서 중첩 함수 innerFunc가 정의 및 호출되었다.  
+이때 중첩 함수 innerFunc의 상위 스코프는 외부 함수 outerFunc의 스코프다. 따라서 중첩 함수 innerFunc 내부에서 자신을 포함하고 있는 외부 함수 outerFunc의 x 변수에 접근할 수 있다.
+
+만약 innerFunc 함수가 outerFunc 함수의 내부에서 정의된 중첩 함수가 아니라면 innerFunc 함수를 outerFunc 함수의 내부에서 호출한다 하더라도 outerFunc 함수의 변수에 접근할 수 없다.
+
+```javascript
+const x = 1;
+
+function outerFunc() {
+  const x = 10;
+  innerFunc();
+}
+
+function innerFunc() {
+  console.log(x); // 1
+}
+
+outerFunc();
+```
+
+👉🏻 이런 현상이 나타나는 이유는 자바스크립트가 **렉시컬 스코프**를 따르기 때문이다.
+
+## 1. 렉시컬 스코프
+
+가장 중요한 것은 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 함수를 **어디에 정의**했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다는 것이며, 이를 렉시컬 스코프라 한다.
+
+스코프의 실체는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다. 이 렉시컬 환경은 자신의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 상위 렉시컬 환경과 연결된다. 이것이 바로 스코프 체인이다.
+
+렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값 = 상위 렉시컬 환경에 대한 참조이며, 이것이 상위 스코프이다.
+
+렉시컬 스코프를 다음과 같이 정의하자.
+
+**렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 저장할 참조값, 즉 상위 스코프에 대한 참조는 함수 정의가 평가되는 시점에 함수가 정의된 환경에 의해 결정된다.**
+
+## 2. 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]
+
+함수가 정의된 위치와 호출되는 위치는 다를 수 있기에, 렉시컬 스코프가 가능하려면 함수는 상위 스코프를 항상 기억해야 한다. 이를 위해 함수는 자신의 내부슬롯 [[Environment]]에 자신이 정의된 환경인 상위 스코프의 참조를 저장한다.
+저장된 상위 스코프의 참조는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킨다.
+
+예를 들어, 전역에서 정의된 함수 선언문은 전역 코드가 평가되는 시점에 평가되어 함수 객체를 생성한다. 이때 생성된 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에는 함수 정의가 평가되는 시점, 즉 전역 코드 평가 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경인 전역 렉시컬 환경의 참조가 저장된다.
+
+**함수 객체는 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한 렉시컬 환경의 참조, 즉 상위 스코프를 자신이 존재하는 한 기억한다.**
+
+## 3. 클로저와 렉시컬 환경
+
+```javascript
+const x = 1;
+
+function outer() {
+  const x = 10;
+  const inner = function () {
+    console.log(x);
+  };
+  return inner;
+}
+
+const innerFunc = outer();
+innerFunc();
+```
+
+outer 함수 호출 → outer 함수는 중첩 함수 inner 반환 → 생명 주기 마감 → outer 함수의 실행 컨텍스트가 스택에서 제거됨 → outer 함수의 지역 변수 x 생명 주기 마감 → x 변수 접근 가능??
+
+위의 코드 실행 결과는 outer 함수의 지역 변수 x의 값인 10이다. 이미 생명 주기가 종료되어 제거된 변수 x가 나온 것이다.
+
+외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를 **클로저**라 부른다.
+
+위의 예제 코드를 다시 살펴보자.
+
+1. outer 함수가 평가되어 함수 객체를 생성할 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 전역 렉시컬 환경을 outer 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 상위 스코프로서 저장한다.
+
+2. 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 참조에 할당한다.
+
+3. 중첩 함수 inner가 평가되면 중첩 함수 inner는 자신의 [[Environment]] 내부 슬롯에 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 outer 함수의 렉시컬 환경을 상위 스코프로서 저장한다.
+
+4. outer 함수의 실행이 종료하면 inner 함수를 반환하면서 outer 함수의 생명 주기가 종료된다. 스택에서 제거되면 outer 함수의 실행 컨텍스트는 스택에서 제거되지만 **outer 함수의 렉시컬 환경까지 소멸하는 것은 아니다.**  
+   outer 함수의 렉시컬 환경은 inner 함수의 [[Environment]] 내부 슬롯에 의해 참조되고 있고 inner 함수는 전역 변수 innerFunc에 의해 참조되고 있으므로 가비지 컬렉션의 대상이 되지 않기 때문이다. 가비지 컬렉터는 누군가 참조하고 있는 메모리 공간을 함부로 해제하지 않는다.
+
+5. outer 함수가 반환한 inner 함수를 호출하면 inner 함수의 실행 컨텍스트가 생성되고 스택에 푸시된다. 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 inner 함수 객체의 [[Environment]] 내부 슬롯에 저장되어 있는 참조값이 할당된다.
+
+중첩 함수 inner는 외부 함수 outer보다 더 오래 생존했다. 이때 중첩 함수는 자신이 정의된 위치에 의해 결정된 상위 스코프를 기억한다. 중첩 함수 inner의 내부에서는 상위 스코프를 참조할 수 있으므로 상위 스코프의 식별자를 참조할 수 있고 식별자의 값을 변경할 수도 잇다.
+
+자바 스크립트의 모든 함수는 상위 스코프를 기억하므로 이론적으로 모든 함수는 클로저이지만, 일반적으로 모든 함수를 클로저라고 하지는 않는다.
+
+클로저가 아닌 경우
+
+- **참조하지 않는 식별자**를 기억하는 것은 메모리 낭비이기 때문에 대부분의 모던 브라우저는 최적화를 통해 상위 스코프를 기억하지 않는다.
+- 중첩 함수가 클로저였지만 외부 함수보다 일찍 소멸되면 생명 주기가 종료된 외부 함수의 식별자를 참조할 수 있다는 클로저의 본질에 부합하지 않기 때문에, 중첩 함수는 클로저라 하지 않는다.
+
+클로저인 경우
+
+- 외부 함수보다 중첩 함수가 더 오래 유지되는 경우 중첩 함수는 이미 생명 주기가 종료한 외부 함수의 변수를 참조할 수 있다. 이러한 중첩 함수를 클로저라 부른다.
+- 클로저는 중첩 함수가 상위 스코프의 식별자를 참조하고 있고 중첩 함수가 외부 함수보다 더 오래 유지되는 경우에 한정하는 것이 일반적이다.
+
+**✨ 자유 변수**  
+클로저에 의해 참조되는 상위 스코프의 변수
+
+## 4. 클로저의 활용
+
+> 클로저는 상태가 의도치 않게 변경되지 않도록 안전하게 은닉하고, 특정 함수에게만 상태 변경을 허용하여 상태를 안전하게 변경하고 유지하기 위해 사용한다.
+
+```javascript
+let num = 0;
+
+const inscrease = function () {
+  return ++num;
+};
+
+console.log(increase()); // 1
+console.log(increase()); // 2
+```
+
+위의 예제는 오류가 발생할 가능성을 가진, 좋지 않은 코드이다. 이 코드가 바르게 동작하려면 다음 두 조건을 만족해야한다.
+
+1. 카운트 상태는 increase 함수가 호출되기 전까지 변경되지 않고 유지되어야 한다.
+2. 이를 위해 카운트 상태는 increase 함수만이 변경할 수 있어야 한다.
+
+위 예제는 이 두 가지 조건 모두 지켜지지 않고 있기 때문에, 오류로 이어질 가능성이 있다.
+
+두 조건을 모두 만족시키기 위해 `클로저`를 사용한다.
+
+```javascript
+const increase = (function () {
+  let num = 0;
+
+  return function () {
+    return ++num;
+  };
+})();
+
+console.log(increase()); // 1
+console.log(increase()); // 2
+```
+
+즉시 실행 함수가 호출되면서 increase 변수에 리턴값이 할당된다.
+
+즉시 실행 함수는 호출된 이후 소멸되지만, 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 increase 변수에 할당되어 호출된다. 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 상위 스코프인 즉시 실행 함수의 렉시컬 환경을 기억하고 있다. 따라서 즉시 실행 함수가 반환한 클로저는 카운트 상태를 유지하기 위한 자유 변수 num을 언제 어디서 호출하든 참조하고 변경할 수 있다.
+
+즉시 실행 함수는 한 번만 실행되기 때문에 num 변수가 재차 초기화될 일은 없으며, 은닉된 private 변수이므로 전역 변수를 사용했을 때와 같이 의도치 않은 변경을 걱정할 필요가 없다.
+
+다음은 카운트 상태를 감소시키는 기능을 추가한 것이다.
+
+```javascript
+const count = (function () {
+  let num = 0;
+
+  return {
+    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
+```
+
+즉시 실행 함수가 반환하는 객체 리터럴은 즉시 실행 함수의 실행 단계에서 평가되어 객체가 된다. 이때 객체의 메서드도 함수 객체로 생성되며, 객체 리터럴의 중괄호는 코드 블록이 아니므로 스코프를 생성하지 않는다.
+
+increase, decrease의 상위 스코프는 즉시 실행 함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이다. 따라서 언제 어디서 호출되는 상관 없이 increase, decrease 함수는 즉시 실행 함수의 스코프의 식별자를 참조할 수 있다.
+
+> 함수형 프로그래밍은 나중에 다시 살펴보자.
+
+## 5. 캡슐화와 정보 은닉
+
+**캡슐화**  
+객체의 상태를 나타내는 프로퍼티와 프로퍼티를 참조하고 조작할 수 있는 동작인 메서드를 하나로 묶는 것
+
+**정보 은닉**  
+객체의 특정 프로퍼티나 메서드를 감출 목적으로 캠슐화를 하는 것
+
+- 외부에 공개할 필요가 없는 규현의 일부를 외부에 공개되지 않도록 감추어 적절치 못한 접근으로부터 객체의 상태가 변경되는 것을 방지해 정보를 보호하고, 객체 간의 상호 의존성, 즉 결합도를 낮추는 효과가 있다.
+
+자바스크립트는 접근 제한자를 제공하지 않기 때문에 자바스크립트 객체의 모든 프로퍼티와 메서드는 기본적으로 외부에 공개되어 있다. (public)
+
+```javascript
+function Person(name, age) {
+  this.name = name;
+  let _age = age;
+
+  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
+```
+
+👉🏻 name 프로퍼티는 외부로 공개되어 있어 자유롭게 참조하거나 변경할 수 있지만 \_age 변수는 Person 생성자 함수의 지역 변수이므로 Person 생성자 함수 외부에서 참조하거나 변경할 수 없다.
+
+위의 sayHi 메서드의 중복 생성을 방지해보자.
+
+```javascript
+function Person(name, age) {
+  this.name = name;
+  let _age = age;
+}
+
+Person.prototype.sayHi = function () {
+  console.log(`Hi! My name is ${this.name}. I am ${_age}.`);
+};
+```
+
+👉🏻 이때 Person.prototype.sayHi 메서드 내에서 Person 생성자 함수의 지역 변수 \_age를 참조할 수 없다. 즉시 실행 함수를 사용해 Person 생성자 함수와 Person.prototype.sayHi 메서드를 하나의 함수 내에 모아 보자.
+
+```javascript
+const Person = (function () {
+  let _age = 0;
+
+  function Person(name, age) {
+    this.name = name;
+    _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
+```
+
+👉🏻 접근 제한자를 제공하지 않는 자바스크립트에서도 정보 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 \_age를 참조할 수 있는 클로저다.
+
+하지만 위 코드도 Person 생성자 함수가 여러 개의 인스턴스를 생성할 경우 \_age 변수의 상태가 유지되지 않는 문제가 있다.
+
+Person.prototype.sayHi 메서드가 단 한 번 생성되는 클로저이기 때문에 발생한다.
+
+이처럼 자바스크립트는 정보 은닉을 완전하게 지원하는 것은 아니다...🥺
+
+## 6. 자주 발생하는 실수
+
+```javascript
+var funcs = [];
+
+for (var i = 0; i < 3; i++) {
+  funcs[i] = function () {
+    return i;
+  };
+}
+
+for (var j = 0; j < funcs.length; j++) {
+  console.log(funcs[j]());
+}
+```
+
+- 첫 번째 for 문의 코드 블록 내에서 함수가 funcs 배열의 요소로 추가되고,
+- 두 번째 for 문의 코드 블록 내에서 funcs 배열의 요소로 추가된 함수를 순차적으로 호출한다.
+- var 키워드로 선언한 i 변수가 함수 레벨 스코프를 갖기 때문에 전역 변수다.
+- 따라서 funcs 배열의 요소로 추가한 함수를 호출하면 전역 변수 i를 참조해 i의 값 3이 출력된다.
+
+```javascript
+var funcs = [];
+
+for(var i = 0; i < 3; i++){
+  funcs[i] = (functions(id){
+    return function(){
+      return id;
+    };
+  }(i));
+}
+
+for(var j = 0; j < funcs.length; i++){
+  console.log(funcs[j]());
+}
+```
+
+- 즉시 실행 함수는 전역 변수 i에 할당되어 있는 값을 인수로 전달받아 매개변수 id에 할당한 후 중첩 함수를 반환하고 종료된다.
+- 즉시 실행 함수가 반환한 함수는 funcs 배열에 순차적으로 저장된다.
+- 즉시 실행 함수의 매개변수 id는 즉시 실행 함수가 반환한 중첩 함수의 상위 스코프에 존재한다.
+- 즉시 실행 함수가 반환한 중첩 함수는 자신의 상위 스코프를 기억하는 클로저
+- 매개변수 id는 즉시 실행 함수가 반환한 중첩 함수에 묶여있는 자유 변수가 되어 그 값이 유지된다.
+
+👉🏻 var을 let 키워드로 바꾸어 사용하면 번거로움도 없어지고.. 좋다!