[모던 자바스크립트 딥다이브] 23장 실행 컨텍스트

소스코드의 타입

• 소스코드의 타입에 따라 실행 컨택스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다름
• 전역 코드 : 전역에 존재하는 소스코드, 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않음
• 함수 코드 : 함수 내부에 존재하는 소스코드, 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 코드는 포함되지 않음
• eval 코드 : 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드
• 모듈 코드 : 모듈 내부에 존재하는 소스코드, 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않음

 

전역 코드

• 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프 생성
• var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결해야함
• 이를 위해 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨택스트가 생성됨

 

함수 코드

• 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개 변수, arguments 객체를 관리해야함
• 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야함
• 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨택스트 생성

 

eval 코드

• strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성
• 이를 위해 eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨택스트가 생성

 

모듈 코드

• 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성
• 이를 위해 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨택스트가 생성

 

소스코드의 평가와 실행

• 소스코드의 평가 과정
  • 실행 컨택스트를 생성하고 변수, 함수 문의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨택스트가 관리하는 스코프에 등록함
• 소스코드의 실행 과정
  • 소스코드의 평가과정이 끝나면 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행 (=런타임)
  • 소스코드 실행에 필요한 정보, 즉 변수나 함수의 참조를 실행 컨택스트가 관리하는 스코프에서 검색해 취득함
  • 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨택스트가 관리하는 스코프에 등록

 

 

자바스크립트 엔진의 코드 실행 과정

1. 전역 코드 평가 : 전역 코드 평가 과정을 거쳐 전역 코드를 실행하기 위한 준비함. 전역 코드의 변수, 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수, 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록됨. 전역 변수와 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 됨
2. 전역 코드 실행 : 전역 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행됨. 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출됨. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입
3. 함수 코드 평가 : 함수 코드 평가 과정을 거치며 함수 코드를 실행하기 위한 준비함. 매개변수와 지역 변수 선언문 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록됨
4. 함수 코드 실행 : 함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행됨

 

실행 컨텍스트의 역할

1. 선언에 의해 생성된 모든 식별자를 스코프를 구분해 등록하고 상태 변화를 지속적으로 관리
2. 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 함. 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자를 검색할 수 있어야 함
3. 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수 있어야 함

• 즉, 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리함
• 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘
• 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리됨
• 식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리
• 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리

 

실행 컨텍스트 스택

• 자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가해 전역 실행 컨텍스트를 생성함
• 그리고 함수가 호출되면 함수 코드를 평가해 함수 실행 컨텍스트를 생성함
• 생성된 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택에 추가되고 제거됨
• 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트임
• top = 실행 중인 실행 컨텍스트

 

렉시컬 환경

• 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조
• 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트
• 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프를 생성해 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리함
• 렉시컬 환경은 스코프를 구분해 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체임
• 구성 요소
  • 환경 레코드 : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소
  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 : 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킴, 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현함

 

실행 컨택스트의 생성과 식별자 생성 과정

1. 전역 객체 생성 
2. 전역 코드 평가
   1. 전역 실행 컨텍스트 생성
   2. 전역 렉시컬 환경 생성
      1. 전역 환경 레코드 생성
         1. 객체 환경 레코드 생성
         2. 선언적 환경 레코드 생성
      2. this 바인딩
      3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
3. 전역 코드 실행
4. 함수 코드 평가
   1. 함수 실행 컨텍스트 생성
   2. 함수 렉시컬 환경 생성
      1. 함수 환경 레코드 생성
      2. this 바인딩
      3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
5. 함수 코드 실행
6. 함수 코드 실행 종료
7. 전역 코드 실행 종룓

 

1. 전역 객체 생성

• 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체가 추가되며 동작 환경에 따라 호스트 객체를 포함하여 생성됨
• 전역 객체도 Object.prototype을 상속받음

 

2. 전역 코드 평가

1. 전역 실행 컨텍스트 생성 : 비어있는 전역 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 푸시
2. 전역 렉시컬 환경 생성 : 전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트에 바인딩함
   1. 전역 환경 레코드 생성 : 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드는 서로 협력하여 전역 스코프와 전역 객체를 관리함 
      1. 객체 환경 레코드 생성
         • 전역 코드 평가 과정에서 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에 연결된 BindObject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 됨
         • 함수 선언문으로 정의한 함수가 편가되면 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 객체 환경 레코드에 바인딩된 BindObject를 통해 전역 객체에 키로 등록하고 생성된 함수 객체를 즉시 할당함. 따라서, 변수와 달리 함수는 함수 선언문 이전에 호출 가능함
      2. 선언적 환경 레코드 생성
         • let, const 키워드로 선언한 전역 변수는 선언적 환경 레코드에 등록되고 관리됨
         • 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않아 런타임에 실행 흐름이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠지게 됨
   2. this 바인딩 : 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩됨
   3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 : 현재 평가 중인 소스코드를 포함하는 상위 스코프를 가리킴. 전역 코드를 포함하는 소스코드는 없으므로 null이 할당됨

 

3. 전역 코드 실행

• 전역 코드가 순차적으로 실행되고 변수 할당문이 실행되어 변수에 값이 할당됨
• 함수가 호출됨
• 변수 할당문 또는 함수 호출문을 실행하려면 식별자 결정 과정을 거침
• 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작함

 

4. 함수 코드 평가

1. 함수 실행 컨텍스트 생성 : 생성된 함수 실행 컨텍스트는 함수 렉시컬 환경이 완성된 다음 실행 컨텍스트 스택에 푸시됨
2. 함수 렉시컬 환경 생성 : 함수 렉시컬 환경을 생성하고 함수 실행 컨텍스트에 바인딩함
   1. 함수 환경 레코드 생성 : 매개변수, arguments 객체,함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리
   2. this 바인딩 : 함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩됨
   3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 : 함수 정의를 평가하여 함수 객체를 생성할 때 현재 실행중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 함수의 상위 스코프를 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장함!

 

5. 함수 코드 실행

• 함수 소스코드가 순차적으로 실행됨
• 매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수에 값이 할당됨
• 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색함
• 만약, 식별자가 없으면 스코프 체인 상의 상위 스코프인 외부 렉시컬 환경에 대한 참조가 가리키는 곳으로 이동해 식별자를 검색함

 

6. 함수 코드 실행 종료

• 함수 코드의 실행이 종료되면 실행 컨텍스트 스택에서 함수 실행 컨텍스트가 팝되어 제거되고 전역 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 됨

 

7. 전역 코드 실행 종료

• 더는 실행할 전역 코드가 없으면 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 아무것도 남지 않음

 

 

실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

• let, const 키워드로 선언한 변수는 블록 레벨 스코프를 가짐
• 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성해 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체함