[JS] 모던 자바스크립트 Deep Dive - 23. 실행 컨텍스트

소스코드의 타입

소스코드의 타입	설명
전역 코드 (Global Code)	전역에 존재하는 소스코드. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함X
함수 코드 (Function Code)	함수 내부에 존재하는 소스코드. 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함X
eval 코드 (Eval Code)	빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드
모듈 코드 (Module Code)	모듈 내부에 존재하는 소스코드. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함X

1️⃣ 전역 코드

• 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다. 
• 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다. 

2️⃣ 함수 코드

• 함수 코드는 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 한다. 
• 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.  

3️⃣ eval 코드

• eval 코드는 strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다. 
• eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다. 

4️⃣ 모듈 코드

• 모듈 코드는 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
• 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다. 

소스코드의 평가와 실행

var x;
x = 1;

• 소스코드 평가 과정에서 변수 선언문 var x;를 먼저 실행한다. 

실행 컨텍스트
x	undefined

• 소스코드 평가 과정이 끝나면 비로소 소스코드 실행 과정이 시작된다. 
• 변수 선언문은 평가 과정에서 이미 실행되었으므로 실행 과정에서는 변수 할당문 x = 1;만 실행된다. 

실행 컨텍스트
x	1

 

실행 컨텍스트의 역할

1️⃣ 전역 코드 평가

전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다. 

2️⃣ 전역 코드 실행

전역 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.

3️⃣ 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.

4️⃣ 함수 코드 실행

함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 

 

✅ 실행 컨텍스트

소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역

• 코드가 실행되려면 다음과 같이 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. 즉, 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자를 검색할 수 있어야 한다.
  • 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경(예를 들어, 함수 호출에 의한 실행 순서 변경)할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.
• 이 모든 것을 관리하는 것이 바로 실행 컨텍스트이다. 
• 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. 

실행 컨텍스트 스택

생성된 실행 컨텍스트가 스택(Stack) 자료구조로 관리되는 것

const x = 1; 

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

foo(); // 6

• 위의 코드를 실행하면 코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트에는 다음과 같이 실행 컨텍스트가 추가되고 제거된다. 
  • 1️⃣ 전역 코드의 평가와 실행
  • 2️⃣ foo 함수 코드의 평가와 실행
  • 3️⃣ bar 함수 코드의 평가와 실행
  • 4️⃣ foo 함수 코드로 복귀
  • 5️⃣ 전역 코드로 복귀
• 실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.
• 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행중인 코드의 실행 컨텍스트이다.

렉시컬 환경

식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조

• 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트
• 스코프와 식별자를 관리한다.

• 렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록 하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다 .
• 즉, 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체이다.
• 렉시컬 환경은 다음과 같이 두 개의 컴포넌트로 구성된다. 

1️⃣ 환경 레코드 (Environment Record)

• 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소.
• 환경 레코드는 소스코드의 타입에 따라 관리하는 내용에 차이가 있다. 

2️⃣ 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 (Outer LExical Environment Reference)

• 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다.
• 이때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다. 

실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정

var x = 1;
const y = 2;

function foo (a) {
	var x = 3;
	const y = 4;

	function bar (b) {
		const z = 5;
		console.log(a + b + x + y + z);
	}
	bar (10);
}

foo(20); // 42

✅ 전역 객체 생성

// Object.prototype.toString 
window.toString(); // -> "[object Window]"

window.__proto__.__proto__.__proto__.__proto__ === Object.prototype; // -> true

✅ 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

✅ 전역 코드 실행

• 전역코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.
• 변수 할당문이 실행되어 전역 변수 x, y에 값이 할당되고 foo 함수가 호출된다.

📍식별자 결정 (Identifier Resolution)

• 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지 결정
• 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다. 
• 선언된 식별자는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 환경 레코드에 등록되어 있다. 

✅ foo 함수 코드 평가

• foo 함수가 호출되면 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 foo 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.

var x = 1; 
const y = 2; 

function foo (a) { 
    var x = 3; 
    const y = 4; 
    
    function bar (b) { 
    const z = 5; 
    console.log(a + b + x + y + z); 
    }
    bar(10);
}

foo(20); // 호출 직전

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 

✅ foo 함수 코드 실행

• 런타임이 시작되어 foo 함수의 소스코가 순차적으로 실행되기 시작한다.
• 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다. 

✅ bar 함수 코드 평가

✅ bar 함수 코드 실행 

✅ bar 함수 코드 실행 종료

✅ foo 함수 코드 실행 종료

✅ 전역 코드 실행 종료

foo 함수가 종료되면 더는 실행할 전역 코드가 없으므로 전역 코드의 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 pop되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.