프로그래밍 언어는 기억하고 싶은 값을 메모리에 저장하고, 저장된 값을 읽어 들여 재사용하기 위해 변수라는 메커니즘을 제공합니다.
변수는 하나의 값을 저장하기 위해 확보한 메모리 공간 자체 또는 그 메모리 공간을 식별하기 위해 붙인 이름을 말합니다.
간단히 말하자면 변수는 프로그래밍 언어에서 값을 저장하고 참조하는 메커니즘으로, 값의 위치를 가리키는 상징적인 이름입니다.
상징적 이름인 변수는 프로그래밍 언어의 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 값이 저장된 메모리 공간의 주소로 치환되어 실행됩니다.
메모리 공간에 저장된 값을 식별할 수 있는 고유한 이름을 변수 이름(또는 변수명)이라고 합니다.
그리고 변수에 저장된 값을 변수 값이라고 합니다.
변수에 값을 저장하는 것을 할당(대입, 저장)이라고 하고, 변수에 저장된 값을 읽어 들이는 것을 참조라고 합니다.
변수 이름은 사람을 위해 사람이 이해할 수 있는 언어로 값이 저장된 메모리 공간에 붙인 상징적인 이름입니다.
변수 이름을 사용해 참조를 요청하면 자바스크립트 엔진은 변수 이름과 매핑된 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 접근해서 저장된 값을 반환합니다.
변수 이름을 식별자라고도 합니다.
식별자는 어떤 값을 구별해서 식별할 수 있는 고유한 이름을 말합니다.
식별자는 값이 저장되어 있는 메모리 주소와 매핑 관계를 맺으며, 이 매핑 정보도 메모리에 저장되어야 합니다.
이처럼 식별자는 값이 아니라 메모리 주소를 기억하고 있습니다.
식별자로 값을 구별해서 식별한다는 것은 식별자가 기억하고 있는 메모리 주소를 통해 메모리 공간에 저장된 값에 접근할 수 있다는 의미입니다.
즉, 식별자는 메모리 주소에 붙인 이름이라고 할 수 있습니다.
변수, 함수, 클래스 등의 이름 같이 메모리 상에 존재하는 어떤 값을 식별할 수 있는 이름은 모두 식별자라고 부릅니다.
식별자는 네이밍 규칙을 준수해야 하며, 선언에 의해 자바스크립트 엔진에 식별자의 존재를 알립니다.
변수 선언이란 변수를 생성하는 것을 말합니다.
좀 더 자세히 말하면 값을 저장히기 위한 메모리 공간을 확보하고 변수 이름과 확보된 메모리 공간의 주소를 연결해서 값을 저장할 수 있게 준비하는 것입니다.
변수를 사용하려면 반드시 선언이 필요합니다.
변수를 선언할 때는 var, let, const 키워드를 사용합니다.
여기서 키워드란 자바스크립트 코드를 해석하고 실행하는 자바스크립트 엔진이 수행할 동작을 규정한 일종의 명령어입니다.
자바스크립트 엔진은 키워드를 만나면 자신이 수행해야 할 약속된 동작을 수행합니다.
var score; // 변수 선언(변수 선언문)
위 변수 선언문은 변수 이름을 등록하고 값을 저장할 메모리 공간을 확보합니다.
확보된 메모리 공간에는 자바스크립트 엔진에 의해 undefined라는 값이 암묵적으로 할당되어 초기화됩니다.
자바스크립트 엔진은 변수 선언을 다음과 같은 2단계를 거쳐 수행합니다.
변수 이름은 어디에 등록될까요?
변수 이름을 비롯한 모든 식별자는 실행 컨텍스트에 등록됩니다. 실행 컨텍스트(execution context)는 자바스크립트 엔진이 소스코드를 평가하고 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역입니다.
자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 통해 식별자와 스코프를 관리합니다.
var 키워드를 사용한 변수 선언은 선언 단계와 초기화 단계가 동시에 진행됩니다.
var score;는 선언 단계를 통해 변수 이름 score를 등록하고, 초기화 단계를 통해 score 변수에 암묵적으로 undefined를 할당해 초기화합니다.
console.log(score); // undefined, 참조에러가 발생하지 않음
var score; // 변수 선언문
변수 선언이 소스코드가 한 줄씩 순차적으로 실행되는 시점, 즉 런타임이 아니라 그 이전 단계에 실행됩니다.
자바스크립트 엔진은 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행하기에 앞서 먼저 소스코드의 평가 과정을 거치면서 소스코드를 실행하기 위한 준비를 합니다.
이때 소스코드 실행을 위한 준비 단계인 소스코드의 평가 과정에서 자바스크립트 엔진은 변수 선언을 포함한 모든 선언문(변수 선언문, 함수 선언문 등)을 소스코드에서 찾아내 먼저 실행합니다.
그리고 소스코드의 평가 과정이 끝나면 비로소 변수 선언을 포함한 모든 선언문을 제외하고 소스코드를 한 줄씩 순차적으로 실행합니다.
즉, 자바스크립트 엔진은 변수 선언이 소스코드의 어디에 있든 상관없이 다른 코드보다 먼저 실행합니다.
따라서 변수 선언이 소스코드의 어디에 위치하는지와 상관없이 어디서든 변수를 참조 할 수 있습니다.
변수 선언문이 코드의 선두로 끌어 올려진 것처럼 동작하는 자바스크립트 고유의 특징을 변수 호이스팅이라고 합니다.
사실 변수 선언뿐 아니라 var, let, const, function, function*, class 키워드를 사용해서 선언하는 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)는 호이스팅 됩니다.
모든 선언문은 런타임 이전 단계에서 먼저 실행되기 때문입니다.
변수에 값을 할당(대입, 저장)할 때는 할당 연산자 =를 사용합니다. 할당 연산자는 우변의 값을 좌변의 변수에 할당합니다.
var score; // 변수 선언
score = 80; // 값의 할당
변수 선언과 값의 할당을 다음과 같이 하나의 문(statement)으로 단축 표현할 수도 있습니다.
var score = 80;
변수 선언은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임 이전에 먼저 실행되지만 값의 할당은 소스코드가 순차적으로 실행되는 시점인 런타임에 실행됩니다.
console.log(score); // undefined
var score; // 변수 선언
score = 80; // 값의 할당
console.log(score); // 80
변수에 값을 할당할 때는 이전 값 undefined가 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 할당 값 80을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그곳에 할당 값 80을 저장합니다.
console.log(score); // undefined
score = 80; // 값의 할당
var score; // 변수 선언
console.log(score); // ??
재할당이란 이미 값이 할당되어 있는 변수에 새로운 값을 또다시 할당하는 것을 의미합니다.
var score = 80; // 변수 선언과 값의 할당
score = 90; // 값의 재할당
재할당은 변수에 저장된 값을 다른 값으로 변경합니다.
만약 값을 재할당할 수 없어서 변수에 저장된 값을 변경할 수 없다면 변수가 아니라 상수(constant)라고 합니다.
상수는 한번 정해지면 변하지 않는 값입니다.
다시 말해 상수는 단 한 번만 할당할 수 있는 변수입니다.
변수에 값을 재할당하면 score 변수의 값은 이전 값 80에서 재할당한 값 90으로 변경됩니다.
처음 값을 할당했을 때와 마찬가지로 이전 값 80이 저장되어 있던 메모리 공간을 지우고 그 메모리 공간에 재할당 값 90을 새롭게 저장하는 것이 아니라 새로운 메모리 공간을 확보하고 그 메모리 공간에 숫자 값 90을 저장합니다.
현재 score 변수의 값은 90입니다.
score 변수의 이전 값인 undefined와 80은 어떤 변수도 값으로 갖고 있지 않습니다.
다시 말해, 어떤 식별자와도 연결되어 있지 않습니다.
이것은 undefined와 80이 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미합니다.
아무도 사용하고 있지 않으니 필요하지 않은 것입니다.
이러한 불필요한 값들은 가비지 콜렉터에 의해 메모리에서 자동 해제됩니다.
단, 메모리에서 언제 해제될지는 예측할 수 없습니다.
가비지 콜렉터
가비지 콜렉터는 애플리케이션이 할당한 메모리 공간을 주기적으로 검사하여 더 이상 사용되지 않는 메모리를 해제하는 기능을 말합니다.
더 이상 사용되지 않는 메모리란 간단히 말하자면 어떤 식별자도 참조하지 않는 메모리 공간을 의미합니다.
자바스크립트는 가비지 콜렉터를 내장하고 있는 매니지드 언어로서 가비지 콜렉터를 통해 메모리 누수를 방지합니다.
언매니지드 언어와 매니지드 언어
프로그래밍 언어는 메모리 관리 방식에 따라 언매니지드 언어와 매니지드 언어로 분류할 수 있습니다.
C언어 같은 언매니지드 언어는 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제하기 위해 malloc()과 free() 같은 저수준 메모리 제어 기능을 제공합니다.
언매니지드 언어는 메모리 제어를 개발자가 주도할 수 있으므로 개발자의 역량에 따라 최적의 성능을 확보할 수 있지만 그 반대의 경우 치명적 오류를 생산할 가능성도 있습니다. 자바스크립트 같은 매니지드 언어는 메모리의 할당 및 해제를 위한 메모리 관리 기능을 언어 차원에서 담당하고 개발자의 직접적인 메모리 제어를 허용하지 않습니다.
즉, 개발자가 명시적으로 메모리를 할당하고 해제할 수 없습니다.
더 이상 사용하지 않는 메모리의 해제는 가비지 콜렉터가 수행하며, 이 또한 개발자가 관여할 수 없습니다.
매니지드 언어는 개발자의 역량에 의존하는 부분이 상대적으로 작아져 어느 정도 일정한 생산성을 확보할 수 있다는 장점이 있지만 성능 면에서 어느 정도의 손실은 감수할 수 밖에 없습니다.
식별자는 어떤 값을 구별해서 식별해낼 수 있는 고유의 이름을 말합니다.
식별자는 다음과 같은 네이밍 규칙을 준수해야 합니다.
변수 이름도 식별자이므로 위 네이밍 규칙을 따라야 합니다.
자바스크립트는 대소문자를 구별하므로 다음 변수는 각각 별개의 변수입니다.
var firstname;
var firstName;
var FIRSTNAME;
네이밍 컨벤션은 하나 이상의 영어 단어로 구성된 식별자를 만들 때 가독성 좋게 단어를 한눈에 구분하기 위해 규정한 명명 규칙입니다.
네이밍 컨벤션을 잘 지키면 읽기 좋은 이름을 만들 수 있습니다.
다음과 같은 4가지 유형의 네이밍 컨벤션이 자주 사용됩니다.
// 카멜 케이스(camelCase)
var firstName;
// 스네이크 케이스(snake_case)
var first_name;
// 파스칼 케이스(PascalCase)
var FirstName;
// 헝가리언 케이스(tpyeHungarianCase)
var strFirstName; // type + identifier
var $elem = document.getElementById("myId"); // DOM 노드
var observable$ = fromEvent(document, "click"); // RxJS 옵저버블
일관성을 유지한다면 어떤 네이밍 컨벤션을 사용해도 좋지만 자바스크립트에서는 일반적으로 변수나 함수의 이름에는 카멜 케이스를 사용하고, 생성자 함수, 클래스의 이름에는 파스칼 케이스를 사용합니다.
ECMAScript 사양에 정의되어 있는 객체와 함수들도 카멜 케이스와 파스칼 케이스를 사용하고 있습니다.
따라서 코드 전체의 가독성을 높이려면 카멜 케이스와 파스칼 케이스를 따르는 것이 유리합니다.