23장 실행 컨텍스트 ⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐⭐

실행 컨텍스트는 JS의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념이다.

실행 컨텍스트를 바르게 이해하면 스코프를 기반으로 식별자와 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 방식과 호이스팅이 발생하는 이유, 클로저의 동작 방식, 태스크 큐와 함께 동작하는 이벤트 핸들러와 비동기 처리의 동작 방식을 이해할 수 있다.

23.1 소스코드의 타입

ECMAScript 사양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분한다. 4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성한다.

소스코드의 타입

설명

전역 코드

전역에 존재하는 소스코드.

전역에 정의된 함수, 클래스 등 내부 코드는 포함되지 않음

함수 코드

함수 내부에 존재하는 소스코드.

함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등 내부 코드는 포함되지 않음

eval 코드

빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드.

모듈 코드

모듈 내부에 존재하는 소스코드.

모듈 내부의 함수, 클래스 등 내부 코드는 포함되지 않음

전역 코드
전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다. 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.
함수 코드
함수 코드는 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 한다. 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다. 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
eval 코드
eval 코드는 strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다. 이를 위해 eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.
모듈 코드
모듈 코드는 모듈별 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.

즉, JS 엔진은 소스코드를 평가와 실행 , 2개의 과정으로 나누어 처리한다.

평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고, 선언문(변수,함수 등)만 먼저 실행하여 생성된 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다. 평가 과정이 끝나면 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.

실행 과정, 런타임이 시작되면 소스코드 실행에 필요한 정보(변수나 함수의 참조)를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해 취득한다. 그리고 변수 값 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.

23.3 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

위 코드의 평가 & 실행 과정은 전역 코드 평가 > 전역 코드 실행 > 함수 코드 평가 > 함수 코드 실행 > 전역 코드 실행 이다.

전역 코드 평가
전역 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 선언문만 먼저 실행하며, 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다. 이때 var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.
전역 코드 실행
런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 실행 순서를 변경해 함수 내부로 진입한다.
함수 코드 평가
함수 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 함수 내부의 선언문이 먼저 실행되고, 생성된 매개변수와 지역 변수가 지역 스코프에 등록된다. 또한, 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정된다.
함수 코드 실행
런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이때 매개 변수와 지역 변수에 값이 할당되고, 전역 객체에 프로퍼티로 존재하는 console.log 메서드가 호출된다. 인수로 전달된 표현식 a+x+y가 평가되고, 스코프 체인을 통해 검색된다. console.log의 실행이 끝나면 함수 코드 실행 과정이 종료되고, 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.

이처럼 코드가 실행되려면 스코프를 구분해 식별자와 바인딩된 값 관리가 필요하다. 그리고 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성하여 식별자를 검색할 수 있어야 하고, 전역 객체의 프로퍼티도 전역 변수처럼 검색할 수 있어야 한다. 또한 함수 호출이 종료되면 함수 호출 이전으로 되돌아가기 위해 현재 실행 중인 코드와 이전에 실행하던 코드를 구분하여 관리해야 한다.

이처럼 코드가 실행되려면 가 필요하다.

이 모든 것을 관리하는 것이 바로 실행 컨텍스트다.

실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 구체적으로 말해, 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 매커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로,

코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.

23.4 실행 컨텍스트 스택

const x = 1

function foo(){
	const y = 2

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

foo() // 6

위 예시는 전역 코드와 함수 코드로 이루어져 있다. JS 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 스택이라 부른다. 코드가 실행되는 흐름에 따라 실행 컨텍스트가 추가되고 제거된다. LIFO

전역 코드의 평가와 실행
전역 코드를 평가하여, 전역 실행 컨텍스트를 생성하고, 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다. 이때 전역 변수 x와 전역 함수 foo는 전역 실행 컨텍스트에 등록된다. 이후 전역 코드가 실행되기 시작해 전역 변수 x에 값이 할당되고 전역 함수 foo가 호출된다.
foo 함수 코드의 평가와 실행
전역 함수 foo가 호출되면 전역 코드 실행은 일시 중단되고, 코드의 제어권이 foo 함수 내부로 이동한다. foo 함수 내부의 함수 코드를 평가하여, foo 함수 실행 컨텍스트를 생성하고, 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다. 이때 foo 함수의 지역 변수 y와 중첩 함수 bar가 foo 함수 실행 컨텍스트에 등록된다. 이후 foo 함수 코드가 실행되기 시작하여 지역 변수 y에 값이 할당되고 중첩 함수 bar가 호출된다.
bar 함수 코드의 평가와 실행
중첩 함수 bar가 호출되면 foo 함수 코드의 실행은 일시 중단되고, 코드 제어권이 bar 함수 내부로 이동한다. bar 함수 내부의 함수 코드를 평가하여, bar 함수 실행 컨텍스트를 생성하고, 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다. 이때 bar 함수의 지역 변수 z가 bar 함수 실행 컨텍스트에 등록된다. 이후 bar 함수 코드가 실행되기 시작하여 지역 변수 z에 값이 할당되고 console.log 메서드를 호출한 후, bar 함수는 종료된다.
foo 함수 코드로 복귀
bar 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 foo 함수로 이동한다. 그리고 bar 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 foo 함수는 실행할 코드가 없어 종료된다.
전역 코드로 복귀
foo 함수가 종료되면 코드 제어권은 다시 전역 코드로 이동한다. foo 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 더이상 실행할 전역 코드가 남아 있지 않아 전역 실행 컨텍스트도 스택에서 제거되고, 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.

이처럼 실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다. 소스코드가 평가되면 실행 컨텍스트가 생성되고 실행 컨텍스트의 스택 최상위에 쌓인다. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다. 따라서 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행중인 실행 컨텍스트라 부른다.

23.5 렉시컬 환경

렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다. 실행 컨텍스트 스택이 코드 실행 순서를 관리한다면, 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.

렉시컬 환경은 객체 형태의 스코프를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다. 즉, 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여, 식별자를 등록하고 관리하는, 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.

렉시컬 환경은 두 개의 컴포넌트로 구성된다. (와 )

23.6 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정 ⭐⭐⭐⭐⭐x♾️

꼭 다시 읽어야 할 내용 !!!!

책의 그림과 필기를 참고하면서 읽으면 이해하기 쉬움

p.368 ~

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

위 코드를 통해 실행 컨텍스트가 어떻게 생성되고, 코드 실행 결과과 관리되는지, 그리고 어떻게 실행 컨텍스트를 통해 식별자를 검색하는지 확인하는 과정임

23.6.1 전역 객체 생성

23.6.2 전역 코드 평가

전역 실행 컨텍스트 생성
전역 렉시컬 환경 생성
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

23.6.3 전역 코드 실행

23.6.4 foo 함수 코드 평가

함수 실행 컨텍스트 생성
함수 렉시컬 환경 생성
2.1. 함수 환경 레코드 생성
2.2. this 바인딩
2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

23.6.5 foo 함수 코드 실행

23.6.6 bar 함수 코드 평가

23.6.7 bar 함수 코드 실행

console 식별자 검색
log 메서드 검색
표현식 a+b+y+z의 평가
console.log 메서드 호출

23.6.8 bar 함수 코드 실행 종료

23.6.9 foo 함수 코드 실행 종료

23.6.10 전역 코드 실행 종료

23.7 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

var 키워드로 선언한 변수는 를 따른다.

let과 const 키워드로 선언한 변수는 를 따른다.

let x = 1

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

console.log(x) // 1

if 문의 코드 블록이 실행되면 if 문의 코드 블록을 위한 블록 레벨 스코프를 생성한다. 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성해 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다. 이때 새롭게 생성된 if 문의 코드 블록을 위한 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 if 문이 실행되기 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킨다 ⇒ p.387 그림 보면서 확인하기

if 문이 종료되면 if 문의 코드 블록이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌린다.

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// 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