TL;DR
O problema com um estado global é que na maioria das vezes você descobre que ele não deveria ser tão global assim.
Uma variável global é como um beco escuro que você usa como um atalho para chegar a algum lugar mais facilmente, mas nunca se sabe quando será surpreendido por algo inesperado. ;)
Problemas com variáveis e estados globais
Usando variáveis para compartilhar dados
Muitos desenvolvedores usam um objeto ou variável global para compartilhar algo entre diferentes componentes de um sistema.
Isso é feito ou por preguiça ou por não conseguirem estruturar adequadamente a relação de dependências entre os componentes de forma que possam limitar mais adequadamente o escopo do que eles querem compartilhar.
Já vi vários casos onde o desenvolvedor decidiu não usar parâmetros, então fez uma lógica assim:
var valorGlobal;
function rotina1() {
valorGlobal = 1;
rotina2();
}
function rotina2() {
alert(valorGlobal);
}
O equivalente com o uso de parâmetros é:
function rotina1() {
rotina2(1);
}
function rotina2(valorLocal) {
alert(valorLocal);
}
Como é possível notar, a chance de ocorrer algum erro por parte do desenvolvedor no primeiro caso é muito maior.
Código spaghetti
Continuando com o exemplo e vários métodos começarem a usar essa variável global, cedo ou tarde o código ficará indecifrável.
Por exemplo:
var valorGlobal;
function rotina1() {
valorGlobal = 1;
rotina2();
}
function rotina2() {
valorGlobal = 2;
rotina3();
alert(valorGlobal); //qual o valor aqui?
}
function rotina3() {
valorGlobal = valorGlobal + 1;
}
O abuso de variáveis globais parece causar um efeito similar ao uso indiscriminado de goto
. Você simplesmente começa a se perder na ordem de execução e no que o código realmente quer fazer.
Concorrência e desempenho
Pense nos exemplos acima executados em processos paralelos. Seria o caos na terra!
Alterações em variáveis globais são problemáticas porque precisam ser sincronizadas. Mas sincronização custa caro e pode gerar gargalos num sistema multithreading.
Quanto mais o escopo dos estados for limitado, de preferência a um único objeto, mais eficiente será o código.
Escopo, escopo, escopo
No início de um projeto, quando ainda há poucas classes, código, funcionalidades e, consequentemente, pouca confusão, encapsular dados parece desnecessário. Logo, estados globais são extremamente tentadores por serem mais simples de implementar.
Contudo, no decorrer do projeto, o que geralmente se descobre é que será necessário repetir muito código porque o que já está feito ficou "amarrado" com variáveis globais e novas funcionalidades exigem novas variáveis globais.
Em resumo, descobre-se que o que a princípio parecia ser útil a todo o sistema, na verdade não é. O escopo precisa ser limitado, mas o uso de variáveis globais não permite isso.
Isso está muito perto do que foi discutido sobre o Singleton. Por exemplo, se temos uma rotina que grava relatórios em uma pasta cuja configuração é global e agora é necessário salvar apenas um dos relatório em outra pasta, teremos alterar a rotina existente ou duplicá-la.
Quando variáveis globais são úteis e necessárias
Existem casos onde realmente é necessário usar variáveis globais.
O caso mais evidente que consigo pensar é para o desenvolvimento de frameworks ou bibliotecas.
Frameworks normalmente quebram várias regras da Orientação a Objetos (à la Matrix), tais como alterar atributos privados de objetos e manter muitos estados globais.
Um framework de Injeção de Dependências, por exemplo, deve manter um mapa global com as dependências que ele gerencia. A diferença é que esse mecanismo será extremamente bem pensado e testado.
Conclusão
O uso de estados globais deve ser evitado a todo custo no desenvolvimento considerado "normal", isto é, que tem relação com as funções ordinárias de um sistema.
Entretanto, para funcionalidades não-funcionais, frameworks e bibliotecas, que implementam casos bem específicos de uso, geralmente tem escopo bem definido e são desenvolvidos por pessoas mais experientes, o uso de estados globais é aceitável e às vezes até necessário.