실행 컨텍스트

Written by Minsun on 29 Oct 2021

Summary

실행컨텍스트

실행컨텍스트

실행 컨텍스트는 자바스크립트의 동작 원리를 이해할 수 있는 중요한 개념이다.

소스코드

ECMAScript에 의해서 소스코드는 4가지로 분류되는데 이렇게 분류되는 이유는 각 타입에 따라 실행 컨텍스트가 생성되는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.

전역코드
전역에 존재하는 소스코드로, 전역 변수를 관리하기 위한 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성하고 전역 변수와 전역 함수를 전역 객체의 메소드와 프로퍼티로 바인딩이 되어야 하기 때문에 전역코드는 평가 후 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.
함수코드
함수 내부에 존재하는 소스코드로, 지역 스코프를 생성하고 지역변수, 매개변수, arguments 객체를 관리하고 지역 스코프를 전역 스코프와 스코프 체인을 해야 되기 때문에 함수코드는 평가 후 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
eval 코드
eval 코드는 strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성해야하기 때문에 코드 평가 후 eval 실행 컨텍스트를 생성한다.
모듈 코드
모듈별로 독자적인 모듈 스코프를 생성해야 하기 때문에 모듈 스코프 평가 후 모듈 실행 컨텍스트를 생성한다.

모든 소스코드는 실행 전에 평가과정을 거쳐 코드가 실행되기 위한 준비를 한다. 자바스크립트 엔진은 소스코드를 ‘평가’와 ‘실행’ 과정으로 나눠서 처리한다. 평가 과정 후 런타임 환경에서 소스코드는 순차적으로 실행되며 실행에 필요한 정보는 평과 과정에서 생성된 실행 컨텍스트에서 검색하여 취득한다.

실행 컨텍스트의 역할

코드가 실행되기 위해선 1. 식별자들의 스코프 구분, 2. 스코프 체인 형성, 3. 현재 실행 중인 코드의 실행 순서 변경 에 대한 관리가 필요한데 이를 관리하는 것이 실행 컨텍스트이다. 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.

식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 관리하고, 코드의 실행순서는 실행컨텍스트의 스택으로 관리한다.

실행 컨텍스트 스택

코드의 실행순서는 실행 컨텍스트의 스택에 의해 관리된다. 코드가 실행 될 때 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트가 생성이 되는데 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리되어 코드가 실행되는 시간에 따라 실행 컨텍스트가 추가(push)되고 제거(pop)된다.

소스코드 평가 후 실행 컨텍스트가 생성되면 바로 스택의 최상위에 쌓이게 된다. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 있는 실행 컨텍스트는 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트인 것이다.

//코드는 순차적으로 실행된다.
//전역 코드 -> 전역 실행 컨텍스트를 생성하고 전역변수인 a와 전역함수인 foo를 등록한다.
//런타임 -> 전역 변수 a에 값 할당, foo함수 호출
const a = 1;

function foo() {
  function bar() {
    console.log("hi");
  }
  //bar함수가 호출됨에 따라 bar 함수코드 평가 후 bar 함수 실행컨텍스트를 생성한다.
  bar();
  //bar함수 종료 후 스택에서 실행 컨텍스트는 제거되고 제어권은 foo로 이동한다.
}

//foo함수가 호출이 되면서 전역 코드 실행은 중단되고 제어권은 foo함수 내부로 이동된다.
//foo 함수코드를 평가하고 foo 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.
foo();
//foo함수에서 다시 전역 코드로 복귀
//전역에 실행할 코드가 없기 때문에 스택에는 더이상 실행되는 실행 컨텍스트가 남아있지 않는다.

렉시컬 환경

스코프와 식별자는 렉시컬 환경에서 관리된다. 렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조이다. 키와 값을 갖는 객체형태의 스코프(전역, 함수, 블록)을 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.

렉시컬 환경은 두 개의 컴포넌트로 구성된다.

환경 레코드 : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소이다.
외부 렉시컬 환경에 대한 참조 : 상위 스코프를 가리킨다.

실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정

전역 코드

전역 실행 컨텍스트 생성
실행 컨텍스트 스택에 푸시
전역 렉시컬 환경 생성
생성하고 전역 실행 컨텍스트에 바인딩한다.
렉시컬 환경은 환경 레코드와 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 구성된다.

(1) 전역 환경 레코드 생성
전역 환경 레코드는 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티와 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 제공한다.
전역 환경 레코드는 객체 환경 레코드와 선언전 환경 레코드로 구성되어 있다.

(1-1) 객체 환경 레코드 생성
객체 환경 레코드는 var 키워드로 선언한 전역변수, 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 관리하는 곳으로 BindingObject라고 부르는 객체와 연결된다. BindingObject 는 전역 코드 평가 이전에 생성되는 전역 객체이다. 따라서 전역 변수와 전역 함수가 전역 객체의 프로퍼티와 메소드가 되는 것이 이러한 메커니즘이다.

(1-2) 선언적 환경 레코드 생성
선언적 환경 레코드는 let, const 키워드를 사용하여 선언한 전역 변수가 관리되는 곳이다. 해당 키워드를 사용하여 선언된 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않고 블록 내에 존재한다. 그리고 변수에 선언단계와 초기화 단계가 분리되어 진행되기 때문에 런타임 시점에 변수 선언문에 도달하기 전까지는 해당 변수에 참조할 수 없다.

(1-3) this 바인딩
전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다.일반적으로 전역코드에서의 this는 전역 객체를 가리키므로 전역 객체가 바인딩되게 된다.

(2) 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
현재 평가 중인 소스코드를 포함하는 외부 소스코드의 렉시컬 환경(상위 스코프)를 가리킨다. 이를 통해 스코프 체인을 구성한다. 전역 코드는 상위 스코프가 존재하지 않으므로 null이 할당된다.
1, 2과정에서 전역 코드의 평가는 마쳐져 전역 코드를 실행하게 되면서 변수 할당문, 함수 호출문을 실행하기 위해 식별자를 실행 컨텍스트에서 검색한다. 먼저 렉시컬 환경에서 검색을 하고 존재하지 않다면 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정이 가리키는 상위 스코프에서 검색을 한다.

함수 코드
1. 함수 실행 컨텍스트 생성
2. 함수 렉시컬 환경 생성
  (1) 함수 환경 레코드 생성
  함수 환경 레코드는 매개변수, arguments 객체, 함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리한다.
  
  (2) this 바인딩
  함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다. 바인딩 될 객체는 함수의 호출 방식에 따라 결정된다.
3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
  해당 함수 정의가 평가된 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 할당된다. 그리고 이는 함수 내부 객체 [[Environment]] 에 저장된다.