[모던 자바스크립트]실행 컨텍스트

실행 컨텍스트(execution context)는 자박스크립트의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념이다.

 

4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성한다.

전역코드
전역에 존재하는 소스코드를 말한다. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.

함수코드
함수 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 함수 내부에  중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.

eval 코드
빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드를 말한다.

모듈코드
모듈 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.

 

소스코드의 평가와 실행

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 스코프에 등록한다.

소스코드 평가 과정이 끝나면 비로소 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 즉 런타임이 시작된다.

 

예를 들어 아래와 같은 소스코드가 실행된다면, 

var x;
x = 1;

먼저 var x; 를 먼저 실행하여 이 떄 생성된 변수 식별자 x는 실행 컨텍스트가 관리하는 스프에 등록되고 undefined로 초기화 된다.

평가 과정이 끝나면 소스 코드 실행과정이 시작되는데 이 때 변수 할당문 x=1; 이 실행된다.

변수 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.

 

실행 컨텍스트의 역할

// 전역 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); // 130
}

// 함수 호출
foo(100);

// 메서드 호출
console.log(x + y); // 3

1. 전역 코드 평가

소스코드 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행한다. 따라서 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역스코프에 등록된다.

 

2. 전역 코드 실행

평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.

이 때 전역변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입한다.

 

3. 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. 이때 매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다. 

 

4. 함수 코드 실행

함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이 때 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 매소드가 호출된다.

 

실행 컨택스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.

좀 더 구체적으로, 실행 컨텍스트는 식별자(변수, 함수, 클래스드으이 이름)를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

식별자와 스코프는 실행컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.

 

실행 컨텍스트의 스택

const x = 1;

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

foo(); // 6

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 자료구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다.

 

1. 전역 코드의 평가와 실행

전역 변수 x와 전역 함수 foo는 전역 실행 컨텍스트에 등록된다.

이후 전역 코드가 실행되기 시작하여 전역 변수 x에 값이 할당되고 전역 함수 foo 가 호출된다.

 

2. foo 함수 코드의 평가와 실행

전역 함수 foo가 호출되면 전역 코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 foo 함수 내부로 이동한다.

이 때 foo 함수의 지역 변수 y와 중첩함수 bar가 foo 함수 실행 컨텍스트에 등록된다.

이후 foo 함수 코드가 실행되기 시작하여 지역 변수 y에 값이 할당되고 중첩 함수 bar가 호출된다.

 

 

3. bar 함수 코드의 평가와 실행

중첩 함수 bar가 호출되면 전역 코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 bar 함수 내부로 이동한다.

이때 bar 함수의 지역변수 z가 bar 함수 실행 컨텍스트에 등록된다. 이후 bar 함수 코드가 실행되기 시작하여 지역변수 z에 값이 할당되고 console.log메서드를 호출한 이후 bar 함수는 종료된다.

 

4. foo 함수 코드로 복귀

bar가 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 foo 함수로 이동한다.

이 때 자바스크립트 엔진은 bar 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 foo 함수는 더 이상 실행할 코드가 없으므로 종료된다.

 

5. 전역 코드로 복귀

foo 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 전역코드로 이동한다.

이 때 자바스크립트 엔진은 foo 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 더 이상 실행할 전역 코드가 없으므로 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.

 

이처럼 실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행순서를 관리한다.

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 컨택스트라고 부른다.

렉시컬 환경

식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다.

렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.

실행컨텍스트와 렉시컬 환경

 

렉시컬 환경은 두개의 컴포넌트로 구성된다.

1. 환경 레코드

스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하느 저장소

2. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조

외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다.

이 때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경

 

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

전역 객체는 전역 코드가 평가되기 이전에 생성된다. 

 

전역 코드 평가

소스코드가 로드 되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.

1. 전역 실행 컨텍스트 생성
2. 전역 렉시컬 환경생성
  2-1.  전역 환경 레코드 생성
    2-1-1. 객체 환경 레코드 생성
    2-1-2. 선언적 환경 레코드 생성
  2-2. this 바인딩
  2-3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

 

 

 

 

 

 

*사진출처 : https://velog.io/@hang_kem_0531/TIL-%EB%AA%A8%EB%8D%98-%EC%9E%90%EB%B0%94%EC%8A%A4%ED%81%AC%EB%A6%BD%ED%8A%B8-Deep-Dive-%EC%8B%A4%ED%96%89-%EC%BB%A8%ED%85%8D%EC%8A%A4%ED%8A%B8-1