실행 컨텍스트는 자바스크립트의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념이다. 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다. 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 매커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.
실행 컨텍스트를 바르게 이해하면 자바스크립트가 스코프를 기반으로 식별자와 식별자에 바인딩 된 값(식별자 바인딩)을 관리하는 방식과 호이스팅이 발생하는 이유, 클로저의 동작 방식, 그리고 태스크 큐와 함께 동작하는 이벤트 핸들러와 비동기 처리의 동작 방식을 이해할 수 있다.
23.1 소스코드의 타입
ECMAScript 사양은 실행 컨텍스트를 형성하는 소스코드를 4가지 타입으로 구분한다.
| 소스코드 타입 | 설명 |
|---|---|
| 전역 코드 | 전역에 존재하는 소스코드를 말한다. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다. |
| 함수 코드 | 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. |
| 모듈 코드 | 모듈 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다. |
23.2 소스코드의 평가와 실행
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소스 코드 평가: 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로, 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드)에 등록한다.
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소스 코드 실행: 평가 과정이 끝나면 선언문을 제외한 소스 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 즉, 런타임이 시작된다. 이때 소스코드 실행에 필요한 정보, 즉 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색에서 취득한다. 그리고 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.
23.3 실행 컨텍스트의 역할
const x = 1;
const y = 2;
function foo(a) {
const x = 10;
const y = 20;
console.log(a + x + y); // 120
}
foo(100);
console.log(x + y); // 31. 전역 코드 평가
소스 코드 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행한다. 따라서 전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다.
2. 전역 코드 실행
런타임이 시작되며 전역 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이때 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입한다.
3. 함수 코드 평가
함수 내부의 문들을 실행하기에 앞서 함수 코드 펴악 과정을 거치며 함수 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 이때 매개변수의 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다. 또한 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정된다.
4. 함수 코드 실행
런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이때 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드가 호출된다.
console.log 메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색한다. 이를 위해 지역 스코프가 전역 스코프와 연결되어 있어야 한다. 하지만 console 식별자는 스코프 체인에 등록되어 있지 않고 전역 객체에 프로퍼티로 존재한다. 이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미한다.
다음은 log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색한다. 그후 console.log 메서드에 인수로 전달된 표현식 a + X + y가 평가된다. a, x, y식별자는 스코프 체인을 통해 검색한다. console.log 메서드의 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.
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 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(stack) 자료구조로 관리된다.
1. 전역 코드의 평가와 실행
자바스크립트 엔진은 먼저 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 시작하여 전역 변수 x에 값이 할당되고 전역 함수 foo가 호출된다.
2. foo 함수 코드의 평가와 실행
전역 함수 foo가 호출되면 전역 코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 foo 함수 내부로 이동한다. 엔진이 foo 함수 내부의 함수 코드를 평가하여 foo 함수 실행 컨텍스트를 생성하고 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.
3. bar 함수 코드의 평가와 실행
중첩 함수 bar가 호출되면 foo 함수 코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 bar함수 내부로 이동한다. 엔진은 bar 함수 내부의 함수 코드를 평가하여 bar 함수 실행 컨텍스트를 생성하고 스택에 푸시한다. 이때 bar 함수의 지역 변수 z가 bar 함수 실행 컨텍스트에 등록된다. 이후 bar함수 코드가 실행되기 시작하여 지역 변수 z에 값이 할당되고 console.log 메서드를 호출한 이후, bar 함수는 종료된다.
4. foo 함수 코드로 복귀
bar 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 foo 함수로 이동한다. 이때 JS 엔진은 함수 실행 컨텍스트를 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 foo 함수는 더 이상 실행할 코드가 없으므로 종료된다.
5. 전역 코드로 복귀
foo 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 전역 코드로 이동한다. 이때 자바스크립트 엔진은 foo 함수 실행 컨텍스트를 스택에서 팝하여 제거한다. 그리고 더 이상 실행할 전역 코드가 남아 있지 않으로 전역 컨텍스트에서 팝하여 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.
23.5 렉시컬 환경
- 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.
- 렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다.
- 렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다. 즉 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.
- 렉시컬 환경은 다음 두 개의 컴포넌트로 구성된다.
- 환경 레코드(Environment Recode):
스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩 된 값을 관리하는 저장소다. - 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(Outer Lexical Environment Reference):
외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 스코프 체인을 구현한다.
- 환경 레코드(Environment Recode):
