[Javascript] 불변성이란 무엇인가(상)

리액트를 공부해본 당신....

리액트가 지향하는 개념 중 하나인 "불변성"에 대해 알고 계시나요?

 

저는 useState, spread 연산자를 사용하면 되는 건줄로만 알고 있었는데... 정확히는 "왜?🤔"  사용하는지 모르겠더라구요...!!!!!

 

그래서 이번 시리즈는 "리액트의 불변성" 에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

그 전에 Javascript의 메모리 구조와 데이터 타입을 통해서 정확히 "불변성"이 무엇인지, "불변성"은 어떻게 지키는 것인지 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다! (그래서 상 편 ㅋㅅㅋ)

1. JS의 메모리 구조와 데이터 타입에 대해 알아보자..

Javascript 엔진은 Call Stack과 Heap 두 가지의 메모리 공간을 가집니다.

콜 스택 : 실행 중인 함수를 추적해 계산을 수행하고 지역변수를 저장하는 공간 (원시타입 저장)
힙 메모리 : 메모리 누수를 방지하기 위해 Javaecript 엔진의 메모리 관리자가 항상 관리하는 공간 (참조타입 할당)

또, Javascript는 원시타입(primitive type)과 참조타임(reference type) 두 가지의 데이터 타입을 가집니다.

원시 타입 : Boolean, String, Number, null, undefined, Symbol

참조 타입 : Object, Array

 

보통 스택 메모리에 원시타입이, 힙 메모리에 참조타입이 저장 및 할당됩니다.

 

아래의 그림을 보며 설명을 해보자면...

Number인 변수 a는 10 이라는 값을 콜 스택의 변수값에 10을 그대로 저장을 합니다.

반면, Array와 Object인 변수 b와 c의 경우 저장방식이 다릅니다.

변수 b와 c의 경우 실제의 값은 힙 메모리에 저장이 되며, 힙 메모리의 주소가 스택 메모리에 저장이 되는 것입니다.

 

정리하자면,

원시 타입의 경우 스택 메모리에 값이 그대로 저장이 되며,

참조 타입의 경우 실제 값은 힙 메모리에 저장이 되며, 저장된 힙 메모리의 주소값이 스택 메모리에 참조되어 저장이 됩니다.

 

2. 타입별 변수 할당과 재할당에 대하여...

그래서 Javascript의 타입과 메모리가 불변성이랑 무슨 상관이 있느냐.......

 

아래 예시들을 보며 다시 알아봅시다!

 

2-1. 원시 타입

각각의 Number 변수 a와 b가 있습니다.

이때, 저는 a는 10, b는 20이라고 할당하도록 하겠습니다.

Number는 원시타입이기 때문에 해당 변수값은 스택 메모리에 저장이 되겠죠?

 

그렇다면 b의 값을 30으로 변경하면 어떻게 될까요...? 🤔

오른쪽 그림의 변수 b를 자세히 봐주세요!

변수 b에 새로운 값 30을 재할당을 한다면.. 뭔가 b의 변수 값이 있던 자리에 쇽샥하고 값만 바뀔줄 알았나요? (네, 제가 그랬습니다)

 

원시타입의 변수는 변수값을 변경하라는 명령을 받았을 때, 기존 콜스택의 값을 변경하지 않고 새로운 주소를 추가합니다!

추가된 주소는 변수 b가 바라보는 새로운 주소가 되며, 그 주소에 새로운 변수 값 30이 할당됩니다.

그렇다면 원래 값 20이 있던 주소는 어떻게 될까요..? 😢
더이상 참조되지 않는 데이터는 가비지 컬렉터에 의해 적절한 시점에서 메모리가 해제됩니다. (GC는 정말 똑똑하군요)

 

변수 b를 보면서 확인했지만, 원시타입의 경우 원본 값이 변하는 것이 아니라, 새로운 값이 추가되는 것을 확인했습니다.

이것이 우리가 그토록 궁금해하던 "불변성"입니다.

💡 즉, 불변성이란 메모리 영역에서 값이 변하지 않는 것을 의미합니다.

 

2-2. 참조 타입

그렇다면 참조타입의 재할당은 어떻게 이루어질까요?

 

참조타입 Array 변수 a와 b가 있습니다.

앞서 말했듯이 실제 값은 힙 메모리에 저장이 되며, 그 주소값이 스택 메모리에 참조되는 것을 확인할 수 있습니다.

여기서 그렇다면 a 와 b에 새로운 값을 push 해볼까요?

 

a에는 100을 b에는 200을 추가해 기존의 배열과 다르게 변경해보도록 하겠습니다.

원시 타입과 마찬가지로 불변성이 지켜졌나요?

 

대답은 No! 입니다.

 

실제로는 변수 a, b가 바라보고 있는 스택 메모리의 값은 변경이 되지 않았지만, 힙 메모리에 있는 데이터 값이 변경이 되었기 때문에 불변성이 유지가 되지 않았습니다.

 

즉, Javascript의 참조타입 데이터는 원시타입과 다르게 동적입니다.

우리는 동적인 참조타입을 주의하기 위해 불변성을 지켜야합니다.

 

아래 코드를 보면서 이해를 해볼까요?

const obj1 = {name: "규투리", position: "backend"};
const obj2 = obj1;

// obj1 변경
obj1.position = "frontend";

console.log(obj2.position) // frontend

우리는 obj1의 값만 변경했을 뿐인데, obj2.position 을 출력해보니 바뀐 obj1.position 이 출력되는 것을 확인할 수 있습니다.

 

다시 말하자면, obj1와 obj2가 힙 메모리에 있는 같은 객체를 가리키고 있기에 서로 영향을 주는 상황이 되는 것입니다.

 

3. 결론

원시 타입의 경우 값을 재할당할 시 새로운 메모리가 할당되어 스택 메모리의 주소값이 감지가 되기 때문에 불변성을 지킬 수 있지만,

참조 타입의 경우  메모리가 동적으로 변하기 때문에 불변성을 지키기 어렵습니다.

결론적으로 참조 타입은 서로에게 영향을 줄 수 있으므로, 최대한 불변성을 유지할 수 있는 방향으로 코드를 짜는 것이 중요합니다.

 

그렇다면 다음 시간에 위의 개념을 가지고 리액트에서의 불변성에 대해 알아보도록 하겠습니다!😉