[JS] 23. 실행 컨텍스트

1. 소스코드의 타입

• 전역 코드 : 전역에 존재하는 소스 코드, 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.

• 함수 코드 : 함수 내부에 존재하는 소스코드, 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함하지 않는다.

• eval 코드 : 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스 코드

• 모듈 코드 : 모듈 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.

2. 소스코드 평가와 실행

• 소스코드 평가: 실행 컨텍스트 생성, 선언문 실행, 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록

• 소스코드 실행: 선언문 제외한 소스코드 실행, 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 검색해서 취득, 벽수 값의 변겨오가 같은 소스 코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록

3. 실행 컨텍스트의 역할

1) 전역 코드 평가
선언문만 먼저 실행
전역코드의 변수 선언문과 함수 선언문 실행
그 결과를 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록
var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.

2) 전역 코드 실행
전역 변수에 값이 할당 함수가 호출
함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드 실행 일시 중단
코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입

3) 함수 코드 평가
함수 호출에 의해 코드 실행 순서가 변경
함수 내부로 진입
매개변수와 지역 변수 선언문 실행
실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록
함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 argumnets객체 생성 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정

4) 함수 코드 실행
매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드 호출

console.log 메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색
표현식 평가

이처럼 코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서등의 관리가 필요하다

• 선언에 의해 생성된 모든 식별자(변수, 함수, 클래스)를 스코프를 구분하여 등록하고, 상태 변화(식별자에 바인딩된 값의 변화를 지속적으로 관릴할 수 있어야 한다.

• 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 한다. 즉, 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자를 검색할 수 있어야 한다.

• 현재 실행 중인 코드 실행 순서의 변경 (예를 들어 함수 호출에 의한 실생 순서 변경)할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.

이 모든 것을 관리하는 것이 실행 컨텍스트다.
실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.

식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현하는 내부 매커니즘으로 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

식별자와 스코픈느 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택을 관리한다.

4. 실행 컨텍스트 스택

실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다

5. 렉스컬 환경

스코프와 식별자를 관리한다.

키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프를 생성하여 식별자를 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.

실행 컨텍스트는 LexcialEnvironment 컴포넌트와 VirableEnvironment 컴포넌트로 구성된다. 생성 초기의 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경을 그림으로 표현하면 다음과 같다.

1) 환경 레코드
스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바이딩된 값을 관리하는 저장소다.

2) 외부 렉시컬 환경에 대한 참조
상위 스코프를 가리킨다.
외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

6. 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정

6-1. 전역 객체 생성

빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 그리고 표준 빌트인 객체가 추가
동작 환경에 따라 클라이언트 사이드 또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함

전역 객체도 Object.prototype을 상속 받는다.

6-2. 전역 코드 평가

소스코드가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.

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

6-2-1. 전역 실행 컨텍스트 생성

전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
전역 실행 컨텍스트 스택의 최상위가 실행 컨텍스트가 된다.

6-2-2. 전역 렉시컬 환경 생성

전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트이 LexicalEnvironmnet 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트에 바인딩한다.

6-2-2.1. 전역 환경 레코드 생성

전역 환경을 구성하는 컴포넌트인 전역 환경 레코든느 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역함수, 표준 빌트인 객체를 제공한다.
전역 환경 레코드는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다.

객체 환경 레코드는 기존 전역 객체가 관리하던 var 키워드로 선어한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역함수, 표준 빌트인 객체를 관리하고
선언적 환경 레코든느 let, const 키워드로 선언한 전역 변수를 관리한다.

전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코든느 서로 협력하여 전역 스코프와 전역 객체를 관리한다.

6-2-2.1.1 객체 환경 레코드 생성

전역 코드 평가 과정에서 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 환경 레코드이 객체 환경 레코드에 연결된 BindingObject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다

전역 코드 평가 시점에 객체 환경 레코드에 바인딩된 BindingObject를 통해 전역 객체에 변수 식별자를 킬로 등록한 다음, 암묵적으로 undefined를 바인딩한다.

따라서 var 키워드로 선언한 변수는 코드 실행 단계에서 변수 선언문 이전에도 참조할 수 있다. 단, 변수 선언문 이전에 참조한 변수의 값은 언제가 undefined다. var 키워드로 선언한 변수에 할당한 함수 표현식도 이와 동일하게 동작한다. 이것이 변수 호이스팅 발생 원인이다,

함수 선언문으로 정의한 함수가 평가되면 함수 이름과 동일한 이름의 식별자를 객체 환경 레코드에 바인딩된 BindingObject를 통해 전역 객체에 키로 등록하고 생성된 함수 객체를 즉시 할당한다. 이것이 변수 호이스팅과 함수 호이스팅의 차이다.

6-2-2.1.2. 선언적 환경 생성 레코드

let, const, 키워드로 선언한 전역 변수는 선언적 환경 레코드에 등록되고 관리된다.

let, const 키워드로 선언한 변수는 전역 객체 프로퍼티가 되지 않고 개념적인 플록 내에 존재하는 이유가 바로 전역 환경 레코드의 선언적 환경 레코드다

let, const 키워드로 선언한 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않기 때문에 window.y 와 같이 전역 객체의 프로퍼티로서 참조할 수 없다. 또한 const 키워드로 선언한 변수는 '선언단계'와 '초기화 단계'가 분리되어 진행한다. 따라서 초기화 단계, 즉 런타임에 실행 흐름이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠리게 된다.

let, const 키워드로 선언한 변수도 변수 호이스팅이 발생하는 것은 변함이 없다. 단, let, const 키워드로 선언한 변수는 런타임에 컨트롤이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 참조할 수 없다.

6-2-2.2 this 바인딩

전역 환경 레코드 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다. 일반적으로 전역 코드에서 this를 참조하면 전역 환경 레코드이 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환된다.

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

6-2-2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

현재 평가 중인 소스코드를 포함한 외부 소스코드의 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프를 가리킨다.

현재 평가 중인 소스코드는 전역 코드다. 전역 코드를 포함하는 소스코드는 없으므로 전역 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 황경에 대한 참조에 null이 할당된다. 이는 전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 종점에 존재함을 의미한다.

6-3 전역 코드 실행

전역 코드 실행
동일한 이름의 식별자가 다른 스코프에 여러개 존재할 수 있다.

식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다. 선언된 식별자는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경 레코드에 등록되어 있다.

만약 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색할 수 없으면 외부 렉시컬 환경에 대하 ㄴ참조를 가리키는 렉시컬 환경, 즉 상위 스코플로 이동하여 식별자는 검색한다.

6-4. foo 함수 코드 평가

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

1. 함수 실행 컨텍스트 생성

foo 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

2. 함수 렉시컬 환경 생성

foo 함수는 렉시컬 환경을 생성하고 이를 함수 실행 컨텍스트에 바인딩 한다.

2-1 함수환경 레코드 생성

함수 환경 레코드는 매개변수, argument 객체, 함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리한다.

2-2. this 바인딩

함수 환경 레코드의 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다. 내부 슬롯에 바인딩될 객체는 함수 호출방식에 따라 결정된다.

foo 한수는 일반 함수로 호출되었므로 this는 전역 객체를 가리킨다. 따라서 함수 환결 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에는 전역 객체가 바인딩 된다. foo 함수 내부에는 this를 참조하면 함수 환경 레코드

2-3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

foo는 전역 코드에서 정의된 전역 함수이다. 따라서 foo 함수 정의는 전역 코드 평가 시점에 평가된다. 이 시점의 실행 중인 실행 컨텍스트는 전역 실행 컨텍스트이다. 따라서 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 전역 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.

렉시컬 스코프에서 자바스크립트는 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다고 했다. 그리고 함수 객체는 자신이 정의된 스코프, 즉 상위 스코프를 기억한다고 했다.

6-5. foo 함수 코드 실행

변수 할당문이 실행되어 지역변수 x,y에 값이 할당된다. 그리고 함수 bar가 호출된다.

이때 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트이 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다. 현재 실행 중인 실행 컨텍스트는 foo 함수 실행 컨텍스트이므로 foo 함수 렉시컬 환경에서 식별자 x,y를 검색하기 시작한다. 만약 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색할 수 없으면 외부 렉시컬 환경에 대한 참조가 가리키는 렉시컬 환경으로 이동하여 식별자를 검색한다. 다행히 모든 식별자는 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 모두 검색할 수 있다. 검색된 식별자에 값을 바인딩한다.

6-6. bar 함수 코드 평가

예제 코드를 다시 한번 살펴보자. 현재 foo 함수 코드 평가를 통해 foo 함수 실행 컨텍스트가 생성되었고, foo 함수 코드를 실행하고 있다. 현재 진행 상황은 bar 함수를 호출하기 직전이다.

bar 함수 코드를 평가하기 시작한ㄷ. 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경의 생성과정은 foo 함수 코드 평가와 동일하다. 생성된 bar 함수 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경은 다음과 같다.

6-7. bar 함수 코드 실행

bar 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수 z에 값이 할당된다.

그리고 console.log(a+b+x+y+z);가 실행된다.

1. console 식별자 검색

çonsole 식별자를 스코프 체인에서 검색한다. 식별자를 검색할 때는 언제나 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 검색하기 시작한다.

전역 렉시컬 환경은 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다. console 식별자는 객체 환결 레코드의 BindingObject를 통해 전역 객체에서 찾을 수 잇따.

2. log 메서드 검색

이제 console 식별자에 바인딩된 객체, 즉 console 개겣에서 log 메서드를 검색한다. 이때 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 메서드를 검색한다. log 메서드는 상속된 프로퍼티가 아니라 console 객체가 직접 소유하는 프로퍼티이다.

3. 표현식 a+b+x+y+z 평가

이제 console.log 메서드에 전달한 인수 즉 a+b+x+y+z를 평가하기 위해 a, b, x,y,x 식별자를 검색한다. 식별자는 스코프 체인, 즉 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 시작하여 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 이어지는 렉시컬 환경 속에성 검색한다.

4. console.log 메서드 호출

표현식 a+b+x+y+z가 평가되어 생성한 값을 console.log 메서드에 전달하여 호출한다.

6-8. bar 함수 코드 실행 종료

console.log 메서드가 호출되고 종료하면 더는 실행할 코드가 없으므로 bar 함수 코드의 실행이 종료된다. 이때 실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트가 팝이되어 제거되고 foo 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.

실행 컨텍스트 스텍에 bar 함수 실행 컨텍스트가 삭제되었다고 bar 함수 렉시컬 환경까지 즉시 소멸하는 것은 아니다. 렉시컬 환경은 실행 컨텍스트에 의해 참조되기는 하지만 독립적인 객체이다. 객체를 포함한 모든 값은 누군가에 의해 참조되지 않을 때 비로소 가비지 컬렉터에 의해 메모리 공간의 확보가 해제되어 소멸한다.

bar 함수 실행 컨텍스트가 소멸되었다 하더라도 만약 bar 함수 렉시컬 환경을 누군가 참조하고 있다면 bar 함수 렉시컬 환경은 소멸하지 않는다.

6-9. foo 함수 코드 실행 종료

6-10. 전역 코드 실행 종료

foo 함수가 종료되면 더는 실행할 전역 코드가 없으므로 전역 코드의 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게된다.

7. 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

if 문의 코드 블록 내에서 let 키워드로 변수가 선언되었다. 따라서 if 문의 코드 블록이 실행되면 if문의 코드 블록을 위한 블록 레베 스코프를 생성해야 한다. 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다. 새롭게 생성된 if 문의 코드 블록을 위한 렉시컬 환경의 외부렉시컬 환경에 대한 참조는 if문이 실행되기 이적의 전역 렉시컬을 가리킨다.

if문 코드 블록의 실행이 종료되면 if문의 코드 블록이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌린다.

이는 if 문뿐 아니라 블록 레밸 스코프를 생성하는 모든 블록문에 적용된다.
for 문의 변수 선언문에 let 키워드를 사용한 for문은 코드 블록이 반복해서 실행될 때마다 코들 블록을 위한 새로운 렉시컬 환경을 생성한다. 만약 for 문의 코드 블록 내에서 정의된 함수가 있다면 이 함수의 상위 스코프 for문의 코드 블록이 생성한 렉시컬 환경이다.

이때 함수의 상위 스코프는 for문의 코드 블록이 반복해서 실행될 때마다 식별자의 값을 유지해야 한다. 이를 위해 for문의 코드 블록이 반복해서 실행될 때 마다 독립적인 렉시컬 환경을 생성하여 식별자 값을 유지한다.