23장 실행 컨텍스트
01. 소스코드의 타입
- ECMAScript 사양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분한다.
- 4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성한다.
- 소스코드를 4가지 타입으로 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.
- 전역 코드(global code): 전역에 존재하는 소스코드를 말한다. 전역에 정의된 함수, 클래스 등 내부 코드는 포함되지 않는다.
- 함수 코드(function code): 함수 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
- eval 코드(eval code): 빌트인 전역 함수인 eval함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드를 말한다.
- 모듈 코드(module code): 모듈 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
1. 전역 코드
- 전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다.
- var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결되어야 한다.
- 이를 위해 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.
2. 함수 코드
- 함수 코드는 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 한다.
- 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
- 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
3. eval 코드
- eval 코드는 strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다.
- 이를 위해 eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.
4. 모듈 코드
- 모듈 코드는 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
- 이를 위해 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.
02. 소스코드의 평가와 실행
- 자바스크립트 엔진은 소스크로드를 2개의 과정으로 나누어 처리한다.
- 소스코드의 평가
- 소스코드의 실행
- 소스코드 평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드)에 등록한다.
- 소스코드의 실행(런타임)에서는 실행에 필요한 정보(변수나 함수의 참조)를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색하여 취득한다.
- 그리고 변수의 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.
03. 실행 컨텍스트의 역할
1. 전역 코드 평가
- 전역 코드를 실행하기에 앞서 먼저 전역 코드 평가 과정을 거치며 전역 코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
- 소스코드 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행한다.
- 평가 과정에서 전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다.
- 이때 var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.
2. 전역 코드 실행
- 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.
- 이때 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다.
- 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입한다.
3. 함수 코드 평가
- 함수 호출에 의해 코드 실행 순서가 변경되어 함수 내부로 진입하면 함수 내부의 문들을 실행하기에 앞서 함수 코드 평가 과정을 거치며 함수 코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
- 이때 매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다.
- 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정된다.
4. 함수 코드 실행
함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.
이때 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고
console.log메서드가 호출된다.
console.log메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색한다.
- 이를 위해 함수 코드의 지역 스코프는 상위 스코프인 전역 스코프와 연결되어야 한다.
- 하지만 console식별자는 스코프 체인에 등록되어 있지 않고 전역 객체에 프로퍼티로 존재한다.
- 이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미한다.
다음은 log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색한다.
그후
console.log메서드에 인수로 전달된 표현식이 평가된다.
- 식별자는 스코프 체인을 통해 검색한다.
console.log메서드의 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.이처럼 코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 >관리가 필요하다.
선언에 의해 생성된 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)를 스코프를 구분하여 등록하고 상태 변화(식별자에 바인딩된 값의 변화)를 지속적으로 관리할 수 있어야 한다.
스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 한다.
현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.
- 위에서 나열한 모든 것을 관리하는 것이 바로 실행 컨텍스트다.
- 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.
- 실행 컨텍스트는 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)를 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 관리한다.
04. 실행 컨텍스트 스택
- 실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.
- 자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한다.
- 그리고 함수가 호출되면 함수 코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.
- 이때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다.
- 코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에는 실행 컨텍스트가 추가(push)되고 제거(pop)된다.
- 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다.
- 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행 중인 실행 컨텍스트라 부른다.
1. 전역 코드의 평가와 실행
- 자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
- 이후 전역 코드가 실행되기 시작하여 전역 변수에 값이 할당되고 전역 함수가 호출된다.
2. 함수 코드의 평가와 실행
- 전역 함수가 호출되면 전역 코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 함수 내부로 이동한다.
- 자바스크립트 엔진은 함수 내부의 함수 코드를 평가하여 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
3. 전역 코드로 복귀
- 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 전역 코드로 이동한다.
- 이때 자바스크립트 엔진은 함수의 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 pop하여 제거한다.
- 전역 실행 컨텍스트 또한 더 이상 실행할 전역 코드가 남아있지 않으면 실행 컨텍스트 스택에서 pop되어 실행 컨텍스트 스텍에는 아무것도 남아있지 않게 된다.
05. 렉시컬 환경(Lexical Env)
- 렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다.
- 렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형대의 스코프를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.
- 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.
- 실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리한다면 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.
05-01. 렉시컬 환경은 두개의 컴포넌트로 구성된다
1. 환경 레코드(Environment Record)
- 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소다.
- 환경 레코드는 소스코드의 타입에 따라 관리하는 내용에 차이가 있다.
2. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer Lexical Environment Reference)
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다.
- 이때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경을 말한다.
- 외부 렉시컬 환경 === 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.
06. 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정
06-01. 전역 객체 생성
- 전역 객체는 전역 코드가 평가되기 이전에 생성된다.
- 이때 전역 객체에는 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 그리고 표준 빌트인 객체가 추가되며 동작환경에 따라 클라이언트 사이드 Web API 또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함한다.
- 전역 객체도
Object.prototype을 상속받는다. 전역 객체도 프로토타입 체인의 일원이다.
06-02. 전역 코드 평가
- 소스코드가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.
- 전역 코드 평가는 다음과 같은 순서로 진행된다.
- 전역 실행 컨텍스트 생성
- 전역 렉시컬 환경 생성
- 전역 환경 레코드 생성
- 객체 환경 레코드 생성
- 선언적 환경 레코드 생성
- this 바인딩
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
- 전역 환경 레코드 생성
1. 전역 실행 컨텍스트 생성
- 먼저 비어있는 전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
- 이때 전역 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 놓이게 된다.
2. 전역 렉시컬 환경 생성
전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트에 바인딩한다.
렉시컬 환경은 2개의 컴포넌트로 구성된다
- 환경 레코드
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조
2-1. 전역 환경 레코드 생성
전역 렉시컬 환경을 구성하는 컴포넌트인 전역 환경 레코드는 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 제공한다.
모든 전역 변수가 전역 객체의 프로퍼티가 되는 ES6이전에는 전역 객체가 전역 환경 레코드 역할을 수행했지만 let, const 키워드로 선언한 전역 변수를 구분 하여 관리하기 위해 전역 스코프 역할을 하는 전역 환경 레코드는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다.
- 객체 환경 레코드는 기본의 전역 객체가 관리하던 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 관리한다.
- 선언적 환경 레코드는 let, const 키워드로 선언한 전역 변수를 관리한다.
- 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드는 서로 협력하여 전역 스코프와 전역 객체(전역 변수의 전역 객체 프로퍼티화)를 관리한다.
2-1-1. 객체 환경 레코드 생성
- 전역 환경 레코드를 구성하는 컴포넌트인 객체 환경 레코드는
BindingObject라고 부르는 객체와 연결된다.BindingObject는06-01. 전역 객체 생성에서 생성된 전역 객체다.
- 전역 코드 평가 과정에서 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에 연결된
BindingObject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다. - 이때 등록된 식별자를 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에서 검색하면 전역 객체의 프로퍼티를 검색하여 반환한다.
- 이것이 var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수가 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 되고 전역 객체를 가리키는 식별자(window) 없이 전역 객체의 프로퍼티를 참조할 수 있는 메커니즘이다.
- var 키워드로 선언한 변수는 코드 실행 단계(현 시점은 코드 실행 단계가 아니라 코드 평가 단계다)에서 변수 선언문 이전에도 참조할 수 있다.
- 단, 변수 선언문 이전에 참조한 변수의 값은 언제나
undefined다. - var 키워드로 선언한 변수에 할당한 함수 표현식도 이와 동일하게 동작한다.
- 이것이 변수 호이스팅이 발생하는 원인이다.
- 함수 선언문으로 정의한 함수가 평가되면 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 객체 환경 레코드에 바인딩된
BindingObject를 통해 전역 객체에 키로 등록하고 생성된 함수를 즉시 할당한다.- 이것이 변수 호이스팅과 함수 호이스팅의 차이다.
- 즉 함수 선언문으로 정의한 함수는 함수 선언문 이전에 호출할 수 있다.
2-1-2. 선언적 환경 레코드 생성
- let, const 키워드로 선언한 전역 변수(let, const 키워드로 선언한 변수에 할당한 함수 표현식 포함)는 선언적 환경 레코드에 등록되고 관리된다.
- let, const 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않고 개념적인 블록 내에서 존재하게 된다.
- 개념적인 블록이 바로 전역 환경 레코드의 선언적 환경 레코드다.
- 따라서 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않기 때문에 전역 객체의 프로퍼티로서 참조가 불가능하다.
- 또한 const 키워드로 선언한 변수는
선언 단계와초기화 단계가 분리되어 진행한다.- 초기화 단계(런타임에 실행 흐름이 변수 선언문에 도달하기 전)까지 일시적 사각지대 TDZ에 빠지게 된다.
- let, const 키워드로 선언한 변수도 변수 호이스팅이 발생하는 것은 변함이 없다.
- 단, 런타임에 컨트롤이 변수 선인문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대(TDZ)에 빠지기 때문에 참조할 수 없다.
2-2. this 바인딩
- 전역 환경 레코드의
[[GlobalThisValue]]내부 슬롯에 this가 바인딩된다. - 일반적으로 전역 코드에서 this는 전역 객체를 가리키므로 전역 환경 레코드의
[[GlobalThisValue]]내부 슬롯에는 전역 객체가 바인딩된다. - 전역 코드에서 this를 참조하면 전역 환경 레코드의
[[GlobalThisValue]]내부 슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환된다.
this 바인딩은 전역 환경 레코드를 구성하는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드에는 존재하지 않는다,
- 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재한다.
2-3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 현재 평가중인 소스코드를 포함하는 외부 소스코드의 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프를 가리킨다.
06-03. 전역 코드 실행
- 전역 코드가 순차적을 실행되기 시작하는 단계이다.
- 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다.
- 선언된 식별자는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 환경 레코드에 등록되어 있다.
06-04. 함수 코드 평가
- 함수가 호출되면 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.
- 함수 코드 평가는 아래 순서로 진행된다.
- 함수 실행 컨텍스트 생성
- 함수 렉시컬 환경 생성
- 함수 환경 레코드 생성
- this 바인딩
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
06-05. 함수 코드 실행
- 런타임이 시작되면 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.
- 매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수에 값이 할당된다.
- 이때 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다.
- 검색된 식별자에 값을 바인딩한다.
06-06. 함수 코드 종료
- 함수 실행이 종료되면 실행 컨텍스트 스택에서 함수 실행 컨텍스트가 pop되어 제거되고 전역 실행 컨텍스트가 실행 중인 실생 컨텍스트가 된다.
06-07. 전역 코드 실행 종료
- 더는 실행할 전역 코드가 없게되면 전역 코드의 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 pop되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.
07. 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프
- var 키워드는 오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정하는 함수 레벨 스코프를 따른다
- let, const 키워드로 선언한 변수는 모든 코드 블록(함수, if문, for문, while문, try/catch문 등)을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다.
let x = 1;
if (true) {
let x = 10;
console.log(x); // 10
}
console.log(x); // 1- if문의 코드 블록 내에서 let 키워드로 변수가 선언되었다.
- if문의 코드 블록이 실행되면 if문의 코드 블록을 위한 블록 레벨 스코프를 생성해야 한다,
- 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다.
- 이때 새롭게 생성된 if문의 코드 블록을 위한 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 if문이 실행되기 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킨다.
- if문 코드 블록의 실행이 종료되면 if문의 코드 블록이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌린다.
- 이는 블록 레벨 스코프를 생성하는 모든 블록문에 적용된다.
