[딥다이브] 23. 실행 컨텍스트

Haizel·2023년 5월 16일
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🦎 딥다이브를 읽으며 이해가 어려운 부분을 정리합니다.

23.2 소스코드의 평가와 실행


모든 소스코드는 실행에 앞서 평가 과정을 거치며 코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
즉 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정 1. 소스코드의 평가2. 소스코드의 실행과정으로 나누어 처리한다.

1. 소스코드 평가 과정

1) 실행 컨텍스트를 생성하고
2) 변수, 함수 등의 선언문 만 먼저 실행해
3) <생성된 변수나 함수 실별자를 키로> 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다.

2. 소스코드의 실행

1) 소스코드 평가 과정이 끝나면, 선언물을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행된다(런타임 시작)
2) 이때 소스코드 실행에 필요한 정보는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해 취득하고
3) 소스 코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.


23.3 실행 컨텍스트의 역할


아래 내용은 362p [예제 23-02] 코드를 대상으로 합니다.

1. 전역 코드 평가

1) 소스 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행되므로 → 전역 코드의 변수 선언문함수 선언문이 먼저 실행된다.
2) 그 후 생성된 전역 변수와 전역함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다.
3) 이때, Var 키워드로 선언된 전역 변수함수 선언문으로 정의된 전역 함수전역 객체의 프로퍼티메서드가 된다.

2. 전역 코드 실행

1) 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행된다.
2) 순서에 따라 함수가 호출되면, 전역 코드의 실행을 중단하고, 함수 내부로 진입한다.

3. 함수 코드 평가

1) 함수 내부로 진입하면 매개변수지역 변수 선언문이 먼저 실행되고
2) 그 결과 생성된 매개변수와 지역변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다.
3) 또한 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 argument 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this바인딩도 결정된다.

4. 함수 코드 실행

1) 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log메서드가 호출된다.

console

console 식별자는 전역 객체 (Window)에 프로퍼티로 존재한다.
이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼, 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미한다.


실행 컨텍스트란


  • 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고, 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역을 말한다.
  • 즉, 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)를 등록하고 관리하는 스코프코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

실행 컨텍스트의 렉시컬 환경

식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리한다.

실행 컨텍스트 스택

코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.


23.4 실행 컨텍스트 스택


실행 컨텍스트 스택 : 스택(Stack) 자료 구조로, 후입선출 방식이다.

실행 컨텍스트 스택의 최상위에 위치한 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트이다. → 그리고 이를 실행 중인 실행 컨텍스트라고 부른다.


23.5 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경


렉시컬 환경

렉시컬 환경은 식별자와 식별자가 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로, 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트이다.

렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.

스코프와 식별자를 어떻게 관리할까?

렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성해, 키 → 식별자 / 값 → 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.
= 즉 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 한다.

렉시컬 환경의 구성

렉시컬 환경은 두 개의 컴포넌트로 구성된다.

1. 환경 레코드(Environment Record)

스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소이다.
소스코드 타입에 따라 관리하는 내용의 차이가 있다.

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

외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다.
→ 즉 외부 렉시컬 환경으로, 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다.


23.6.2 전역 코드 평가


전역 코드 평가는 다음과 같은 순서로 진행된다.

  1. 전역 실행 컨텍스트 생성
  2. 전역 렉시컬 환경 생성
    2.1. 전역 환경 레코드 생성
    2.1.1. 객체 환경 레코드 생성
    2.1.2. 선언적 환경 레코드 생성
    2.2. this 바인딩
    2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

1. 전역 실행 컨텍스트 생성

먼저 비어있는 전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
이때 전역 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택의 최상위인 실행중인 실행 컨텍스트가 된다.

2. 전역 렉시컬 환경 생성

전역 실행 컨텍스트에 바인딩된다.

2.1. 전역 환경 레코드 생성

전역 환경 레코드는 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티빌트인 전역함수, 표준 필트인 객체를 제공한다.

전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드선언적 환경 레코드는 서로 협력하여 전역 스코프와 전역 객체(전역 변수의 전역 객체 프로퍼티화)를 관리한다.

2.1.1. 객체 환경 레코드 생성

객체 환경 레코드는 기존의 전역 객체가 관리하던 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언물으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 관리한다.

객체 환경 레코드는 BindingObject 이라고 부르는 객체와 연결된다. BindingObject 는 전역 객체 생성에서 생성된 전역 객체를 말한다.
var키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수BindingObject 를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.

→ 때문에 전역 객체를 가리키는 식별자(window)없이 전역 객체의 프로퍼티를 참조할 수 있는 것이다.
e.g. window.alert을 alert으로 참조 가능

2.1.2. 선언적 환경 레코드 생성

선언적 환경 레코드는 let, const 키워드로 선언된 전역 변수를 관리한다.

  1. let, const 키워드로 선언된 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않기 때문에 window.something 과 같이 전역 객체의 프로퍼티로서 참조할 수 없다.

  2. 또한 const 키워드로 선언한 변수는 선언 단계초기화 단계가 분리되어 진행된다.
    따라서 초기화 단계, 즉 런타임에 실행 흐름이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대(TDZ)에 빠지게 된다.

  3. let, const 키워드로 선언한 변수도 변수 호이스팅이 발생하지만, 런타임에 컨트롤이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠지기 때문에, 해당 변수를 참조할 수 없다.

[예제 23-07]
let 키워드는 블록 스코프로 let foo = 2의 값을 우선적으로 참조한다. 그리고 let 키워드는 변수 호이스팅이 일어난다.

console 호출이 일어나 시점엔 변수에 값이 할당되지 않은, 즉 런타임 전이기 때문에 지역 변수 foo를 참조할 수 없어(일시적 사각지대에 빠짐) 참조 에러가 발생한다.

let foo = 1; //전역 변수

{
  console.log(foo);
  let foo = 2; //지역 변수
}

2.2. this 바인딩

전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다. 따라서 전역 코드에서 this를 참조하면 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 바인딩 되어 있는 전역 객체가 반환된다.

💡 this 바인딩은 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재한다.
즉, 전역 환경 레코드를 구성하는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드에는 this 바인딩이 없다.

2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

현재 평가 중인 소스코드의 상위 스코프를 가리킨다. 이를 통해 단반향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.


23.6.4. 함수 코드 평가


함수 코드 평가 순서는 다음과 같다.

  1. 함수 실행 컨텍스트 생성
  2. 함수 렉시컬 환경 생성
    2.1. 함수 환경 레코드 생성
    2.2. this 바인딩
    2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

자바스크립트는 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
그리고 함수 객체는 자신이 정의된 스코프, 즉 상위 스코프를 기억한다.

2.1. 함수 환경 레코드 생성

함수 환경 레코드는 매개변수, arguments 객체, 함수 내부에서 선언한 지역변수와 중첩 함수 를 등록하고 관리한다.

2.2. this 바인딩

함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다. 함수 호출 방식에 따라 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 바인딩될 객체가 결정된다.

만약 일반 함수로 호출한다면, this는 전역 객체를 가리킨다.


23.7 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프


1. var 키워드로 선언한 변수

오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정하는 함수 레벨 스코프를 따른다.

2. let, const 키워드로 선언한 변수

모든 코드 블록(함수, if문, for문, while문, try/catch 문 등)을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다.


🤔 렉시컬 환경은 언제 소멸될까?


𝑄. 예제

bar 함수의 호출이 종료되어 실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트가 팝되어 제거 되었다. 그럼 실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트가 제거되는 즉시 bar 함수의 렉시컬 환경까지 바로 소멸될까?

❌ 답은 '아닐 수도 있다' 이다.

어쩡정한 답이라고 생각할 수 있지만 실제 그렇다.

렉시컬 환경은 실행 컨텍스트에 의해 참조되긴 하지만 독립적인 객체이다.
객체를 포함한 모든 값은 누군가에 의해 참조되지 않을 때, 비로소 가비지 컬렉터에 의해 메모리 공간의 확보가 해제되어 소멸한다.

따라서 예제의 bar 함수 실행 컨텍스트가 소멸되었다 하더라도 만약 bar 함수의 렉시컬 환경을 누군가 참조하고 있다면 bar 함수의 렉시컬 환경을 소멸되지 않는다.

  • 참고 385p.
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