[Group Study, 모던 자바스크립트 Deep Dive] - 23 실행 컨텍스트 Part 1

 

Group study background

나만 그런건지는 모르겠지만, 실무를 하다보면 잊어버리는 개념들이 있다.

가끔 FE 뉴비나 novice인분들에게 질문을 받는데, 아리송 할때만큼 쪽팔릴때가 없었다.

인간은 망각의 동물이라고 교수님께서 말씀하셨지만 반복 학습의 힘을 믿는다. React 오픈카톡방에서 모집한 스터디원분들과 함께 "모던 자바스크립트 Deep Dive" 1권 톺아보기를 시작한다!

 

정보 전달용이 아닌 개인 스터디 레코딩용 포스트입니다.

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23.1 소스코드의 타입

 ECMAScript 사양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분하고 실행 컨텍스트를 생성한다.

 이를 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.

[표 23-01]

1. 전역 코드
   • 전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다. 그리고 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. 그리고 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.

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23.2 소스코드의 평가와 실행

 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정, "평가"와 "실행"과정으로 나누어 처리한다.

 소스코드 평가 과정: 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드)에 등록한다.

 소스코드 실행 과정: 소스코드가 순차적으로 실행(런타임)된다. 소스코드 실행에 필요한 정보, 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 검색해서 취득한다. 그리고 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다.

 

[그림 23-01]

[예제 23-01]

var x;
x = 1;

 자바스크립트 엔진은 위 예제를 2개의 과정으로 나누어 처리하게 된다. 먼저 소스코드 평가 과정에서 변수 선언문 var x;를 먼저 실행한다. 이때 생성된 변수 식별자 x는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록되고 undefined로 초기화된다.

 

[그림 23-02]

 

소스코드 평가 과정이 끝나면 소스코드 실행 과정이 시작된다. 변수 선언문 var x;는 소스코드 평가 과정에서 이미 실행이 완료되었다. 따라서 소스코드 실행 과정에서는 변수 할당문 x=1;만 실행된다. 이때 x 변수에 값을 할당하려면 먼저 x 변수가 선언된 변수인지 확인해야 한다.

 이를 위해 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 x 변수가 등록되어 있는지 확인한다. 만약 x 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록되어 있다면 x 변수는 선언된 변수, 즉 소스코드 평가 과정에서 선언문이 실행되어 등록된 변수다. x 변수가 선언된 변수라면 값을 할당하고 할당 결과를 실행 컨텍스트에 등록하여 관리한다.

 

[그림 23-02]

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23.3 실행 컨텍스트의 역할

[예제 23-02]

// 전연 변수 선언
const x = 1;
const y = 2;

// 함수 정의
function foo(a) {
 // 지역 변수 선언
 const x = 10;
 const y = 20;
 
 //메서드 호출
 console.log(a + x + y) 
}


// 함수 호출
foo(100) //130

//메서드 호출
console.log(x+y) //3

1. 전역 코드 평가
   • 소스코드 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행한다. 따라서 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 전역 코드가 순차적으로 실행된다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되전 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 코드들을 실행하기에 앞서 함수 코드 평가 과정을 거치며 함수 코드를 싱행하기 위한 준비를 한다. 이때 매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다. 또한 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.log 메서드가 호출된다.
   • console.log 메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색한다. 이를 위해 함수 코드의 지역 스코프는 상위 스코프인 전역 스코프와 연결되어야 한다. 하지만 console 식별자는 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 프로포타입 체인을 통해 검색한다. 그후 console.log 메서드에 인수로 전달된 표현식 a + x + y가 평가된다. a, x, y 식별자는 스코프 체인을 통해 검색한다. console.log 메서드의 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.
   • 이처럼 코드가 실행되려면 스코프를 구분하여 식별자와 바인딩된 값이 관리되어야 한다. 그리고 중첩 관꼐에 의해 스코프 체인을 형성하여 식별자를 검색할 수 있어야 하고, 전역 객체의 프로퍼티도 전역 변수처럼 검색할 수 있어야 한다.
   • 또한 함수 호출이 종료되면 함수 호출 이전으로 되돌아가기 위해 현재 실행 중인 코드와 이전에 실행하던 코드를 구분하여 관리해야 한다. 이처럼 코드가 실행되려면 다음과 같이 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 관리가 필요하다.
     1. 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.
     2. 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 한다. 즉, 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동ㅇ하며 식별자를 검색할 수 있어야 한다.
     3. 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.

 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이라고 할 수 있다.

 즉,  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.

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23.4 실행 컨텍스트 스택

[예제 23-03]

const x = 1;

function foo () {
 const y = 2
 
 function bar () {
  const z = 3
  console.log(x+y+z)
 }
 bar()
}

foo()

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(stack) 자료구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다. 위 코드를 실행하면 코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에는 다음과 같이 실행 컨텍스트가 추가되고 제거된다.

[그림 23-03]

 

이처럼 실행컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다. 소스코드가 평가되면 실행 컨텍스트가 생성되고 실행  컨텍스트 스택의 최상위에 쌓인다. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다. 따라서 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행 중인 실행 컨텍스트라 부른다.

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23.5 렉시컬 환경

 렉시컬 환경(Lexical Environment)은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다. 실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리한다면 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.

 렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다. 즉, 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.

 렉시컬 환경은 다음과 같이 두개의 컴포넌트로 구성딘다.

[그림 23-04]