[모던 자바스크립트 Deep Dive] 23장. 실행 컨텍스트

1) 소스코드의 타입

- 소스 코드를 구분하는 이유는 소스 코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문!

(1) 전역 코드 (Global code) : 전역에 존재하는 소스 코드

(2) 함수 코드 (Function code) : 함수 내부에 존재하는 소스 코드

(3) eval 코드 (Eval Code) : 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스 코드

(4) 모듈 코드 (Module Code) : 모듈 내부에 존재하는 소스코드.

 

2) 소스코드의 평가와 실행

소스코드의 평가와 소스코드의 실행 과정으로 나누어 처리. 아래의 소스 코드가 실행된다고 생각.

var x;
x = 1;

(1) 소스 코드 평가 과정

ㄱ) 변수 선언문 var x;를 실행. 이때 생성된 변수 식별자 x는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록되고 undefined로 초기화.

 

(2) 소스 코드 실행 과정

ㄱ) 변수 할당문 x=1; 실행 전에 x 변수가 선언된 변수인지 확인하기 위해 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 x 변수가 등록되어 있는지 확인.

ㄴ) x 변수가 소스코드 평가 과정에서 선언문이 실행되어 등록된 변수라면 값을 할당하고, 할당 결과를 실행 컨텍스트에 등록하고 관리.

 

3) 실행 컨텍스트의 역할

- 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역.

- 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)을 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로,

모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

- 식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고, 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리.

 

아래의 예제를 통해 자바스크립트 엔진이 어떻게 평가하고 실행하는지 확인.

const x = 1;
const y = 2;

function foo(a) {

	const x = 10;
	const y = 20;
    
	console.log(a + x + y); // 130
}

foo(100);

console.log(x + y); //3

ㄱ) 전역 코드 평가

- 소스 코드의 평가 과정에서 선언문만 먼저 실행. 즉,  전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고,

그 결과로 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록.

* var 키워드로 생성된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 됨.

 

// 프로퍼티(Property) : 객체 안에 선언된 이름과 값으로 이루어진 한 쌍.
// 메서드(Method) : 프로퍼티의 값으로 함수가 온 것.

// 예제
let person = {
    firstName : 'Lee'
    lastname : 'soonsin',
    tall : 170,
    age : 30,
    sum : function() {
    	return this.tall + this.age;
    }
};

person.sum();

// person 은 객체, firstName은 Property, 'Lee'는 Property 값.
// person 안에 있는 sum은 Method

 

ㄴ) 전역 코드 실행

- 전역 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행. 전역 변수에 값이 할당되고, 함수 호출.

함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 함수 내부로 진입.

 

ㄷ) 함수 코드 평가

- 함수 내부에 진입하면 함수 내부의 소스 코드 평가 과정을 거치며 실행 준비. 매개변수와 지역 변수 선언문이 실행되고 그 결과로 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록. 또한, 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록, this 바인딩도 결정.

 

ㄹ) 함수 코드 실행

- 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드가 호출됨.

- console.log 메서드를 호출하기 위해 console을 스코프 체인을 통해 검색. console 식별자는 전역 객체에 프로퍼티로 존재함.

이는  전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미.

- log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색. 그 후 인수로 전달된 a + x + y 가 평가됨. a, x, y 식별자는 스코프 체인을 통해 검색.

- 코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 관리가 필요!
* 선언에 의해 생성된 모든 식별자를 스코프를 구분하여 등록하고 상태 변화(식별자에 바인딩된 값의 변화)를 지속적으로 관리할 수 있어야 함.
* 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 한다. 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색할 수 있어야 함.
* 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 함.

 

4)  실행 컨텍스트 스택

- 코드의 실행순서 관리. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트!! 이를 실행 중인 실행 컨텍스트(Running execution context) 라 한다.

 

5) 렉시컬 환경 (Lexical Environment)

- 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조, 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트.

- 환경레코드(Environment Recode), 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer Lexical Environment Reference)로 구성.

(1) 환경레코드(Environment Recode)

- 스코프에 포함된 식별자를 등로하고 등록된 식별자에 대한 바인딩된 값을 관리하는 저장소. 소스코드의 타입에 따라 관리하는 내용 차이가 있음.

 

(2)  외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer Lexical Environment Reference)

- 상위 스코프를 가리킴.  이때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경. 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현.

 

6) 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정

// 23.6 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정 예제
var x = 1;
const y = 2;

function foo(a) {
    var x = 3;
    const y = 4;
    
    function bar(b) {
    	const z = 5;
        console.log(a + b + x + y + z);
    }
    
    bar(10);   
}
 
foo(20);

(1)  전역 객체 생성

- 빌트인 전역 프로퍼티, 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체 추가, 

- 동작 환경에 따라 클라이언트 사이트 Web API 또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함.

(2) 전역 코드 평가

    ㄱ. 전역 실행 컨텍스트 생성

    ㄴ. 전역 렉시컬 환경 생성

          ㄱ) 전역 환경 레코드 생성

                - 객체 환경 레코드 생성 : var 키워드로 선언한 변수와 함수 선언문으로 정의한 함수 BingdingObject를 통해 객체에 키로 등록하고                                                         생성된 함수객체를 즉시 할당.

                - 선언적 환경 레코드 생성 : let, const 키워드로 선언한 전역 변수 등록 및 관리.

          ㄴ) this 바인딩

          ㄷ) 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

(3) 전역 코드 실행

- 동일한 이름의 식별자가 다른 스코프에 여러 개 존재할 수 있으니 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지 결정할 필요가 있음.

이를 식별자 결정이라 함. 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작.

만약 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색할 수 없으면 외부 렉시컬 환경에 대한 참조가 가리키는 렉시컬 환경,

상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색! === 스코프 체인의 동작 원리

(4) foo 함수 코드 평가

    ㄱ. 함수 실행 컨텍스트 생성

    ㄴ. 함수 렉시컬 환경 생성

          ㄱ) 함수 환경 레코드 생성

          ㄴ) this 바인딩

          ㄷ) 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

(5) foo 함수 코드 실행

- 런타임 시작, 매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수 x,y에 값이 할당되고 bar 함수 호출.

(6) bar 함수 코드 평가

(7) bar 함수 코드 실행

- 런타임 시작, 매개변수에 인수 할당, 지역 변수 z에 값 할당. console.log(a+b+x+y+z); 가 실행.

    ㄱ. console 식별자 검색

          - bar 함수 렉시켤 환경에서 검색, console 식별자 없음 -> foo 함수 렉시컬 환경에서 검색, console 식별자 없음

          -> 전역 렉시컬 환경에서 검색, BindingObject를 통해 전역 객체에서 검색 가능.

    ㄴ. log 메서드 검색

    ㄷ. 표현식 a + b + x + y + z 평가

    ㄹ. console.log 메서드 호출 : 표현식이 평가되어 생성한 값을 console.log 메서드에 전달하여 호출.

(8) bar 함수 코드 실행 종료

(9) foo 함수 코드 실행 종료

(10) 전역 코드 실행 종료

 

7) 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

- var 키워드로 선언한 변수는 함수 레벨 스코프를 따름.

- let, const 키워드로 선언한 변수는 블록 레벨 스코프를 따름.

// 23.7 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프 예제
let x = 1;

if(true) {
    let x = 10;
    console.log(x); // 10
}

console.log(x); // 1

- if 문의 코드 블록이 실행되면 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새로 생성하여 교체되고,

  렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 if 문이 실행되기 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킴.

- if 문 코드 블록의 실행이 종료되면 if 문의 코드 블록이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌림.

- for 문의 경우, 코드 블록이 반복해서 실행될 때마다 코드 블록을 위한 새로운 렉시컬 환경을 생성.

  만약 for 문 코드 블록 내에 정의된 함수가 있다면 이 함수의 상위 스코프는 for문의 코드 블록이 생성한 렉시컬 환경.

  이때 함수의 상위 스코프는 for 문의 코드 블록이 반복해서 실행될 때마다 식별자의 값을 유지해야 함.

  이를 위해 독립적인 렉시컬 환경을 생성하여 식별자의 값을 유지. (24장. 클로저 참고)

 

참고자료

1. https://yjshin.tistory.com/entry/JavaScript-%EC%9E%90%EB%B0%94%EC%8A%A4%ED%81%AC%EB%A6%BD%ED%8A%B8-%EA%B0%9D%EC%B2%B4%EC%99%80-%ED%94%84%EB%A1%9C%ED%8D%BC%ED%8B%B0-%EB%A9%94%EC%86%8C%EB%93%9C