23장 실행 컨텍스트

  실행 컨텍스트는 자바스크립트의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념이다. 이 개념을 명확하게 이해하면 자바스크립트가 스코프 기반으로 식별자와 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 방식과 호이스팅이 발생하는 이유, 클로저의 동작 방식등을 이해할 수 있다.

 

23.1 소스코드의 타입

  우선 실행 컨텍스트를 이해하기 위해서는 소스코드의 타입을 알 필요가 있다. ECMAscirpt 사양은 소스코드 즉, 실행 가능한 코드를 4가지 타입으로 구분한다. 4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 각각 생성한다.

소스코드의 타입	설명
전역 코드	전역에 존재하는 소스코드 (전역의 함수, 클래수 등의 내부 코드는 제외)
함수 코드	함수 내부에 존재하는 소스코드 (중첩함수,클래스 등의 내부 코드는 제외)
eval 코드	빌트인 전역 함수 eval 함수에 인수 전달로 실행되는 소스코드
모듈 코드	모듈 내부에 존재하는 소스코드 (모듈 내 함수, 클래스 등의 내부 코드는 제외)

소스코드를 4가지 타입으로 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.

 

1. 전역 코드

  전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 하는한다. 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.(callee,length,symbol,인수들) 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.(잘 사용하지 않음)

 

4. 모듈 코드

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

 

23.2 소스코드의 평가와 실행

  모든 소스코드는 실행에 앞서 평가 과정을 거치며 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 다시 말해, 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정, 즉 '소스코드의 평가'와 '소스코드의 실행'과정으로 나누어 처리한다. 소스코드 평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 '렉시컬 환경의 환경 레코드' 공간에 등록한다. 소스코드 평가 과정이 끝나면 비로소 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.(런타임) 이 때 소스코드 실행에 필요한 정보는 실행 컨텍스트가 관리하는 렉시컬 환경에서 검색해서 취득한다. 그리고 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 렉시컬 환경에 등록된다. 

 

  방금 설명한 과정이 대략적인 실행 컨텍스트의 동작 과정이라고 보면 될 것 같다. 우선 실행 컨텍스트를 말로 이해하는 것 보다는 어떻게 흐름을 이어가는지 그림을 통해 공부하면 좋겠다. 필자는 해당 내용을 글로 정리하는데 무리가 있을 것 같아 전체적인 흐름에 대해서만 글로 정리하고 한다.

 

<전역 코드의 평가시 생성되는 것>

 

1. 전역 실행 컨텍스트 생성

2. 전역 렉시컬 환경 생성 : 전역 실행 컨텍스트가 관리하는 환경(전역 실행 컨텍스트와 연결되어 있지만, 별개의 독립적 객체임)

2.1 전역 환경 레코드 생성 : 전역 렉시컬 환경내의 식별자들에 대한 정보를 담고 있는 공간

2.1.1 객체 환경 레코드 생성 : 전역 객체와 연결되어 있으며, var 키워드로 선언한 전역 변수, 함수 선언문으로 선언된 전역 함수, 암묵적 전역에 대한 정보가 들어가 있음

2.1.2 선언적 환경 레코드 생성 : let과 const키워드로 선언한 전역 변수들에 대한 정보(let과 const 키워드로 선언한 변수에 할당한 함수 표현식 포함)

2.2 this 바인딩 : 일반적으로 전역 코드에서의 this는 전역 객체를 가리키므로 전역 객체가 바인딩 된다.

2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 : 간단하게 상위 스코프를 가리키고 있다.(전역 코드의 상위 스코프는 없으므로 null값이 들어있음)

 

전역 코드 평가시, 생성되는 것들이며 전역 실행 컨텍스트에 의해 관리되고 있다. 평가가 이뤄지면, 그 다음 전역 코드에 대한 실행이 이뤄진다. 전역 코드의 실행 도중 함수호출을 만나면, 전역 코드 실행이 일시 중단 되고 호출된 함수의 내부 코드의 평가가 시작된다.

 

<함수 코드의 평가시 생성되는 것>

 

1. 함수 실행 컨텍스트 생성

2. 함수 렉시컬 환경 생성 : 함수 실행 컨텍스트가 관리하는 환경(함수 실행 컨텍스트와 연결되어 있지만, 별개의 독립적 객체임)

2.1 전역 환경 레코드 생성 : 함수 렉시컬 환경내의 함수에 대한 정보를 담고 있는 공간

2.2 this 바인딩 : 일반적으로 전역 코드에서의 this는 전역 객체를 가리키므로 전역 객체가 바인딩 된다.

2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 : 해당 함수가 정의되고 평가되는 시점에 실행되고 있는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경을 가리킴, 해당 함수가 정의되고 평가되면 생성된 함수 객체의 [[Environment]]에 상위 스코프 렉시컬 환경이 저장되어 있는데, [[Environment]]의 값이 즉 상위 스코프를 가리키는 값임

 

함수 코드 평가시, 생성되는 것들이며 함수 실행 컨텍스트에 의해 관리되고 있다. 

 

 

 

<실행 컨텍스트의 동작 순서>

//전역 변수 선언
const x = 1;
const y = 2;

//전역 함수 정의
function foo(a){
    // 지역 변수 선언
    const x = 10;
    const y = 20;
    // 메서드 호출
    console.log(a + x + y); // 130
}

foo(100);

console.log(x + y) // 3

<1. 전역 객체 생성>

 

<2. 전역 코드 평가

2.1 전역 실행 컨텍스트 생성

2.2 전역 렉시컬 환경 생성

2.2.1 전역 환경 레코드 생성

2.2.1.1 객체 환경 레코드 생성

2.2.1.2 선언적 환경 레코드 생성

2.2.2 this 바인딩

2.2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

3. 전역 코드 실행>

 

<4. foo 함수 코드 평가

4.1 함수 실행 컨텍스트 생성

4.2 함수 렉시컬 환경 생성

4.2.1 함수 환경 레코드 생성

4.3 this 바인딩

4.4 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

5. foo 함수 코드 실행>

 

<6. bar 함수 코드 평가(foo함수의 동작과 동일)

7. bar 함수 코드 실행

7.1 console 식별자 검색

7.2 log메서드 검색

7.3 console.log 메서드의 표현식 평가

7.4 console.log 메서드 호출>

 

<8. bar 함수 코드 실행 종료

9. foo 함수 코드 실행 종료

10. 전역 코드 실행 종료>

 

위의 순서대로 자바 스크립트 엔진이 동작을 하게 된다. 사실 이렇게 간단한 순서들만 가지고는 정확한 내부 개념을 이해하기란 불가능하다고 생각이 든다. 위 부분에 대해서는 책을 통해 깊게 이해하길 바란다.

 

23.4 실행 컨텍스트 스택

  위의 코드를 보면 소스코드의 타입으로 분류할 때 전역 코드와 함수 코드로 이루어져 있다. 자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한다. 그리고 함수가 호출되면 함수 코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스를 생성한다. 이때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다. 간단하게 설명하면, 자바스크립트가 평가되고 실행되면서 여러 개의 실행 컨텍스트가 만들어 지게 되는데, 예를들어 전역 실행 컨텍스트가 실행되고 있는 도중에 함수 호출 코드를 만나면 함수의 내부 코드가 평가되기 시작하고 함수 실행 컨텍스트가 생기게 된다. 이제부터는 함수 코드가 실행되게 되고 함수 코드가 종료되면 함수 실행 컨텍스트는 제거되고, 다시 전역 코드로 이동하게 된다. 즉, 실행 컨텍스트 스텍은 코드의 실행 순서를 관리한다. 위 코드의 실행 컨텍스트 스택을 그려보면 다음과 같다.

			bar 함수 실행 컨텍스트
시간의 흐름 방향	>	foo 함수 실행 컨텍스트	foo 함수 실행 컨텍스트	foo 함수 실행 컨텍스트	>	>
	전역 실행 컨텍스트	전역 실행 컨텍스트	전역 실행 컨텍스트	전역 실행 컨텍스트	전역 실행 컨텍스트

실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다. 따라서 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행 중인 실행 컨텍스트라 부른다.