실행 컨텍스트

식별자, 호이스팅, 클로저 등의 동작 원리를 담고 있는 자바스크립트 핵심 개념

1. 소스코드의 타입

전역코드

• 전역에 존재하는 소스코드. 전역에 정의된 함수 클래스등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
• 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다.
• 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다

함수코드

• 함수 내부에 존재하는 소스코드. 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부코드는 포함되지 않는다.
• 지역 스코프를 생성하고 지역 변수와 매개 변수를 관리해야 한다.
• 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
• 함수 코드가 실행되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

eval코드

• 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스 코드를 말한다.
• 엄격모드(strict mode)에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다.
• eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.

모듈코드

• 모듈 내부에 존재하는 소스코드. 모듈 내부의 함수 클래스 등의 내부코드는 포함되지 않는다.
• 모듈 별로 독립적인 스코프를 생성한다.
• 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.

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

2. 소스코드의 평가와 실행

• 모든 소스코드는 실행에 앞서 평가과정을 거치며 코드실행을 위한 준비를 한다.
• 소스코드 평가과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고, 변수나 함수 등의 선언문 만을 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수를 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다.
• 소스코드의 평가과정이 끝나면 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다 (선언문 제외)
• 소스코드 실행에 필요한 정보(변수나 함수)를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 취득한다.
• 소스코드의 실행결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.

3. 실행 컨텍스트의 역할

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const x = 1;
const y = 1;

function foo(a) {
  const x = 10;
  const y = 20;
}

console.log(a + x + y);     //130

foo(100);

console.log(x + y);   //3

1. 전역 코드 평가

• 전역코드를 실행하기 앞서, 전역코드 평가 과정을 거치며 전역코드 실행을 위한 준비를 한다.
• 전역코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행, 그 결과 생성된 전역변수와 전역함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록
• var 키워드로 선언된 전역변수와 함수 선언문으로 정의된 전역함수는 전역 객체의 전역 객체 프로퍼티와 메소드가 된다.

2. 전역 코드 실행

• 전역코드 평가가 끝나면 전역 코드가 순차적으로 실행
• 전역변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다.
• 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 함수 내부로 진입

3. 함수 코드 평가

• 함수 내부의 문들을 실행하기 앞서 함수코드 평가 과정을 거치며 함수코드 실행을 위한 준비를 한다.
• 매개 변수와 지역변수 선언문이 먼저 실행되고 그 겨롹 생성된 매개 변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다.
• arguments 객체도 생성되어 지역 스코프에 등록된다 (함수내부에서 지역변수)

4. 함수 코드 실행

• 함수코드가 순차적으로 실행, 매개변수와 지역변수에 값이 할당되고 console.log 메소드가 호출된다.
• console.log 메소드를 호출하기 위해 먼저 식별자 console을 스코프 체인을 통해 검색
  식별자 console은 스코프체인에 등록 되어있지않고, 전역 객체에 프로퍼티로 존재
  이것은 전역객체의 프로퍼티가 마치 전역변수처럼 전역 스코프에서 검색 가능해야 한다는 것을 의미
• log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색
• 그 후 console.log 메소드의 인수로 전달된 표현식 a + x + y 가 평가된다.
• console.og 메소드의 실행이 종료되면 함수코드의 실행이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역코드 실행을 계속한다.

코드가 실행되려면

• 스코프를 구분하여 식별자와 바인딩된 값을 관리할 수 있어야 한다.
• 전역객체의 프로퍼티도 전역변수처럼 검색할 수 있어야 한다.
• 스코프, 식별자, 코드실행순서 등의 관리가 필요하다.

실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하기 위해 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.

• 식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬환경으로 관리
• 코드실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리

4. 실행 컨텍스트 스택 ( 콜스택 Call stack)

자바스크립트 엔진은 먼저 전역코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한다.
그리고 함수가 호출되면 함수코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.
이때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료 구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 한다.

• 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 컨텍스트이다. (running execution context)
• 자바스크립트 엔진은 단 하나의 실행 컨텍스트 스택을 갖는다.

5. 동기식 처리 모델과 비동기식 처리 모델

동기식 처리모델 (Syncharonous processing model)

• 하나의 처리가 종료되어야 다음 처리를 실행할 수 있는 것
• 직렬적으로 태스크를 수행한다.
• 순차적으로 실행되며 어떤 작업이 수행중이면 다음 작업은 대기한다.
• 서버에 데이터를 요청하고 데이터가 응답될 때까지 이후 태스크들은 블로킹된다.
  블로킹(blocking , 작업중단)

비동기식 처리모델 (Asynchronous processing model , Non- Blocking)

• 병렬적으로 태스크를 수행
• 태스크가 종료되지 않은 상태라도 대기하지 않고 다음 태스크를 실행한다.
• Timer 함수 (setTimeout, setInterval), Ajax 요청
• 자바스크립트에 동시성을 부여하여 싱글 스레드의 약점을 보완해준다.
• 하지만 코드가 순차적으로 실행되지 않아 가독성이 안좋고 콜백 헬?을 유발하여 에러 처리가 어렵다는 약점을 가지고 있다.

6. 렉시컬 환경 (Lexical Environment)

식별자와 식별자에 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 환경으로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트이다.
실행 컨텍스트 스택 - 코드의 실행순서 관리
렉시컬 환경 - 스코프와 식별자 관리

• 렉시컬 환경은 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.

렉시컬 환경의 구성 컴포넌트

• 환경 레코드 - 스코프에 포함된 식별자를 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소이다. 소스코드 타입에 따라 내용에 차이가 있다.
• 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 - 상위 스코프를 가리킨다. 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다. 단뱡향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

7. 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정

7.1 전역 객체 생성

• 전역 객체는 전역 코드가 평가되기 이전엔 생성된다.
• 전역 객체는 전역 프로퍼티와 전역함수, 표준 빌트인 객체가 추가되며 동작 환경에 따라 클라이언트 사이트 Web API 또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함한다.
• Object.prototype을 상속받는다. -> 전역 객체도 프로토타입 체인의 일원이다.

7.2 전역 코드 평가

소스코드가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역코드를 평가한다.
세부적 생성과정

1. 전역 실행 컨텍스트 생성

전역 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다. 이때 전역 실행컨텍스트는 실행 컨텍스트의 스택의 최상위인 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.

2. 전역 렉시컬 환경 생성

전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트의 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트에 바인딩한다.

2.1 전역 환경 레코드 생성

• 객체 환경 레코드, 선언적 환경 레코드로 구성 되어있다. 서로 협력하여 전역 스코프 전역 객체를 관리한다.

• 객체 환경 레코드

  • var키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 그리고 표준 빌트인 객체, 전역 빌트인 프로퍼티 및 메소드 관리
  • BindingObject라고 부르는 객체와 연결된다.

• 선언적 환경 레코드 - let, const키워드로 선언한 전역 변수를 관리

  • ㅣet, const키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않고 개념적인 블록 내에 존재하게 되는데, 여기서 말하는 개념적인 블록이 바로 선언적 환경 레코드이다.

  2.2 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 할당

  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 현재 평가 중인 코드를 포함하는 외부 코드의 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프를 가리킨다.
  • 전역 코드를 포함하는 코드가 없다면 null이 할당된다.
  • 이는 전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 최상위에 존재함을 의미한다.

  2.3 this 바인딩

  • 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다.
    (전역 코드에서 this는 전역 객체를 가리키므로)
  • 전역코드에서 this를 참조하면 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]]내부 슬롯에 바인딩 되어있는 객체가 반환된다.
  • 전역 환경 레코드를 구성하는 객체환경 레코드, 선언적환경 레코드에는 this 바인딩 X
  • this 바인딩은 전역환경 레코드와 함수환경 레코드에만 존재한다.

7.3 전역 코드 실행

• 변수 할당문 또는 함수 호출문을 실행하려면 먼저 변수, 함수 이름이 선언된 식별자인지 확인해야 한다.
• 선언된 식별자인지, 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지를 결정하는게 식별자 결정(identifier resolution)이라 한다.
• 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다.
• 선언된 식별자는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 환경레코드에 등록되어 있다.
• 전역 렉시컬 환경은 스코프 체인의 종점이므로 전역 렉시컬 환경에서 검색할 수 없는 식별자는 참조 에러를 발생시킨다.

7.4 함수 코드 평가

• 함수가 호출되면 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.
  그리고 코드를 평가하기 시작한다.
• 세부적인 생성 과정
  • 함수 실행 컨텍스트 생성 (실행 컨텍스트 스택의 최상위)
  • 함수 렉시컬 환경 생성 (함수 실행 컨텍스트에 바인딩한다.)
  • 함수 환경 레코드 생성 (매개변수, arguments객체, 함수내에서 선언한 지역 변수와 함수 정의를 등록하고 관리)
  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 할당 (함수 정의가 평가된 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.)
  • this 바인딩 (함수 환경 레코드의 [[ThisValue]]내부 슬롯에 this가 바인딩된다.)

7.5 함수 코드 실행

• 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다.
• 식별자 console 식별자를 스코프 체인에서 검색한다.
• 식별자를 검색할 때는 언제나 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 검색하기 시작한다.
• console 식별자는 객체 환경 레코드의 BinginObject (전역객체)에서 찾을 수 있다.
• console 객체의 프로토타입을 통해 log 메소드를 검색한다 (console 식별자에 바인딩된 객체) log 메소드는 상속된 프로퍼티가 아니라 console이 직접 소유하는 프로퍼티
• console.log 메소드 호출

7.6 함수 코드 실행 종료

함수가 종료하면 더이상 실행할 코드가 없으므로 함수 코드의 실행이 종료된다.
실행 컨텍스트 스택에서 함수 실행 컨텍스트가 팝되어 제거되고 전역 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.

7.7 전역 코드 실행 종료

전역 코드의 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.

8. 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

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let x = 1;

if (true) {
  let x = 10;
  console.log(x)   //10
}

console.log(x)  //1

• if문의 코드 블록 내에서 let 키워드로 변수 선언
• if문이 실행되면 if문의 블록 레벨 스코프를 생성해야한다.
• if문을 위한 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다.
• 새롭게 생성된 if문을 위한 렉시컬 환경의 외부 렉시컬에 대한 참조는 교체된 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킨다.
• if문이 종료되면 if문이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌린다.
• if문 뿐만 아니라 모든 블록문에 적용된다.