모던 자바스크립트 Deep Dive (21-23장)

김다은·2023년 3월 1일
21장22장23장모던 자바스크립트 Deep Dive

21장 - 빌트인 객체

자바스크립트 객체의 분류

  • 표준 빌트인 객체: ECMAScript 사양에 정의된 객체이며, 애플레케이션 전역의 공통 기능을 제공한다.

  • 호스트 객체: JS실행환경 (브라우저 환경에선 WebApi or Node.js 환경에선 Node.js고유 API)에서 추가로 제공되는 객체

  • 사용자 정의 객체: 사용자가 직접 정의한 객체

표준 빌트인 객체

종류: Object, String, Number, Boolean, Symbol, Date, Math, RegExp, Array, Map/Set, 등등의 표준 빌트인 객체가 존재한다.

원시값과 래퍼 객체

const str = 'hello';

// 원시 타입인 문ㅁ자열이 프로퍼티와 메서드를 갖고 있는 객체처럼 동작한다.
console.log(str.length); // 5
console.log(str.toUpperCase()); // HELLO

문자열, 숫자, 불리언 값에 대해 객체처럼 접근하면 생성되는 임시 객체를 래퍼 객체라고 한다.

래퍼 객체로 프로퍼티에 접근하거나 메서드를 호출한 후, 다시 원시값으로 되돌린다. --> Number인 숫자 값도 마찬가지로 래퍼 객체로 프로퍼티 메서드 접근 가능하다.

전역 객체

JS엔진에 의해 어떤 객체보다도 먼저 생성되는 특수한 객체이다.

브라우저 --> window
Node.js --> global

ECMASCript 표준사양으로 globalThis라는 전역 객체를 가리키는 통일 식별자가 나옴.

전역 객체는 표준 빌트인 객체와 호스트 객체, var키워드로 선언한 전역 변수와 전역 함수를 프로퍼티로 갖는다. 또한 전역 객체 자신은 어떤 객체의 프로퍼티도 아니며 객체의 계층적 구조상 어떤 객체에도 속하지 않는, 최상위 객체다.

빌트인 전역 프로퍼티

  • Infinity(무한대)
  • NaN(숫자가 아님을 나타냄)
  • undefined

빌트인 전역 함수

  • eval

eval함수는 기존의 스코프를 런타임에 동적으로 수정한다.
'use strict'나 const, let을 사용하면 기존스코프를 수정하지 않고 eval함수 자체적인 스코프를 생성한다.
보안에 매우 취약하여 eval함수의 사용은 금지해야한다.

  • isFinite: 유한수인지 판별

  • isNaN: 전달받은 인수가 NaN인지 판별

  • parseFloat: 실수로 해석하여 반환

  • parseInt: 문자열을 정수로 해석하여 반환함

  • encodeURI / decodeURI : 완전한 URI를 문자열로 전달받아 이스케이프 처리를 위해 인코딩한다.(알파벳, 0~9숫자, 일부 특수문자는 이스케이프 처리에서 제외된다.) %, ?, # 은 의미를 갖고 있는 문자여서 처리함

  • encodeURIComponent / decodeURIComponent : 쿼리스트링 구분자로 사용되는 =, ?, & 까지 인코딩한다.

암묵적 전역

var x = 10;

function foo() {
  // 선언하지 않은 식별자에 값 할당
  y = 20;
}

foo();

// 선언하지 않은 식별자를 전역에서 참조할 수 있다.
console.log(x + y); // 30

y는 마치 선언된 전역변수 처럼 동작한다. JS엔진인 window.y = 20으로 해석하기 때문에 전역 객체에 프로퍼티를 동적 생성한다. 이러한 현상을 암묵적 전역이라고 부른다.

이러한 경우 변수가 아닌 프로퍼티로 추가되었기 때문에 변수 호이스팅이 발생하지 않고(선언 전 y참조시 ReferenceError) delete로 프로퍼티를 삭제하는 것과 같이 삭제할 수 있다.

22장 - this

this 키워드

메서드의 경우 자신이 속한 객체를 가리키는 식별자를 참조할 수 있어야 하는데 객체 리터럴 방식으로 생성한 객체의 경우 식별자를 통해 그것이 가능하지만, 생성자 함수 방식으로 인스턴스를 생성하는 경우 인스턴스를 생성하기 전이므로 가리키는 식별자를 알 수 없다.

이러한 상황에서 this라는 특수한 식별자를 통해서 자신이 속한 객체 또는 자신이 생성할 인스턴스를 가리키는 자기 참조 변수를 사용한다. this를 통해 자신이 속한 객체 또는 자신이 생성할 인스턴스의 프로퍼티나 메서드를 참조할 수 있다.

this 바인딩은 함수 호출 방식에 의해 동적으로 결정된다.(바인딩: 식별자와 값을 연결하는 과정)

strict 모드에서는 일반함수의 this는 undefined로 설정된다. 그 이유는 this가 일반적으로 객체의 메서드 내부 또는 생성자 함수 내부에서만 의미가 있는데, 일반함수 내부의 this는 사용할 필요가 없기 때문에 의미가 없어서 undefined로 처리한다.

함수 호출 방식과 this 바인딩

this 바인딩은 함수 호출 방식에 따라 동적 결정된다.

  1. 일반 함수 호출

  2. 메서드 호출

  3. 생성자 함수 호출

  4. Function.prototype.apply/call/bind 메서드에 의한 간접 호출

렉시컬 스코프와 this 바인딩은 결정 시기가 다르다.
렉시컬 스코프: 함수 정의가 평가되어 함수 객체가 생성되는 시점에 상위 스코프 결정
this: 함수 호출 시점에 결정

일반 함수 호출

기본적으로 this에 전역 객체가 바인딩 된다.

일반함수로 호출된 모든 함수(중첩함수, 콜백 함수 포함) 내부의 this에는 전역 객체가 바인딩된다.

중첩함수나 콜백함수에 this를 바인딩하려면 Function.prototype.apply와 같은 메서드를 사용하거나, 화살표 함수를 이용하거나(화살표 함수 내부의 this는 상위 스코프 this를 가리킨다) 상위스코프에서 const that = this와 같이 변수를 정의하여 내부에서 사용하는 방법이 있다.

메서드 호출

해당 메서드를 호출한 객체에 바인딩 된다.

생성자 함수 호출

생성자 함수 내부의 this에는 생성자 함수가 생성할 인스턴스가 바인딩 된다.

Function.prototype.apply/call/bind 메서드에 의한 간접 호출

apply, call, bind 메서드는 Function.prototype의 메서드로 모든 함수가 상속받아 사용할 수 있다.

이 메서드의 첫 번째 인수로 오는 객체를 호출한 함수의 this에 바인딩한다.

apply와 call의 차이는 인수를 전달하는 방식에서 차이가 있는데, apply는 [1, 2, 3]로, call은 1, 2, 3으로 배열로 묶어서 전달하느냐, 리스트형식으로 전달하느냐에 차이가 있다.

apply와 call 메서드의 대표적인 용도는 arguments 객체와 같은 유사 배열 객체에 배열 메서드를 사용하는 경우 Array.prototype.slice와 같은 배열 메서드를 사용하여 배열의 복사본을 생성한다.

bind 메서드의 경우 함수를 호출하지 않고 this로 사용될 객체만 전달하는데 호출하고 싶다면, 명시적으로 호출 형식으로 작성 해주어야 한다. bind(arguments)();
단순히 바인딩만 시키는 경우 bind(arguments);
bind 메서드는 메서드의 this와 내부의 중첩, 콜백함수의 this가 불일치하는 문제를 해결하기위해 사용된다.

const person = {
  name: 'Lee',
  foo(callback) {
    setTimeout(callback, 100);
    // setTimeout(callback.bind(this), 100);
  }
};

person.foo(function() {
  console.log(`Hi! my name is ${this.name}.`);
  // bind함수 전 Hi! my name is . (브라우저 환경에서 window.name의 기본값은 '' 이기 때문에)
  // Node.js환경에서 this.name은 undefined이다.
  // bind 함수 적용시 Hi! my name is Lee.
});

위와 같이 foo의 callback함수의 this는 일반함수로 사용되어서 window객체를 가리키는데 이 문제를 해결하기 위해 setTimeout(callback.bind(this)과 같이 작성하여 문제를 해결한다.

23장 - 실행 컨텍스트

소스코드의 타입

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

  1. 전역코드: 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성하여 var키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결되어야 한다. 이후 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.

  2. 함수 코드: 함수 지역 스코프를 생성하며 지역변수, 매개변수, arguments 객체를 관리한다. 그 후, 전역스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결하고, 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

  3. strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성하고, 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.

  4. 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다. --> 평가 후 모듈 실행 컨텍스트가 생성

소스코드의 평가와 실행

소스코드의 평가와 소스코드의 실행의 과정을 나누어서 진행하며

소스코드 평가(선언문) 과정에서 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문을 먼저 실행하여 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다.

이후 소스코드가 순차적으로 실행되며(런타임) 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색하여 취득 후 값의 변경 등의 결과는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.

예를 들어 var x = 1; 이라는 선언문을 처음에 실행 컨텍스트를 생성하여 등록하고 있다가 런타임 시 x = 1 을 평가하여 x에 1을 할당한 결과를 실행 컨텍스트에 등록하여 관리한다.

실행 컨텍스트의 역할

const x = 1;

function foo(a) {
  const x = 10;
  const y = 20;
  console.log(a + x + y);
}

foo(100);

console.log(x);

다음과 같은 코드가 있을 때, JS엔진은 다음과 같은 순서대로 실행된다.

  1. 전역 코드 평가: 선언문이 먼저 실행되어 실행컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 전역변수, 전역함수가 등록됨.

  2. 전역 코드 실행: 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행되면서 변수에 값이 할당되고 함수가 호출되어 함수 내부로 진입.

  3. 함수 코드 평가: 지역 변수가 실행컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록되고, arguments 객체가 생성되며 this바인딩이 결정된다.

  4. 함수 코드 실행: 함수 코드 평가 과정이 끝난 후, 코드가 순차적으로 실행되면서 console함수를 실행 시키는데, 이를 위해 지역 스코프는 상위 스코프인 전역 스코프와 연결되어야 함. 이후에 함수 코드 실행과정이 종료 된후 전역코드 실행을 계속함.

위와 같이 코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서등의 관리가 필요한데 이를 실행 컨텍스트가 관리한다.
실행 컨텍스트는 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.
식별자와 스코프는 실행컨텍스트의 렉시컬환경으로, 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.

실행 컨텍스트 스택

소스코드를 평가할 때, 전역코드와 함수코드 같이 소스코드의 타입이 다른 경우, JS엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한 후, 함수가 호출되면 함수 코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.

생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리되는데 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다.

실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다. 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행중인 코드의 실행 컨텍스트이다. 이를 실행 중인 실행 컨텍스트라고 부른다.

렉시컬 환경

렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리하는 공간이다.

실행 컨텍스트는 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트로 구성되는데 이 책에서는 구분하지 않고 렉시컬 환경으로 통일해 설명한다.

렉시컬 환경

렉시컬 환경은 두 개의 컴포넌트로 구성된다.

  • 환경 레코드: 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소

  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조: 상위 스코프를 가리키며 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말함. 이를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

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);

이 코드에서 어떻게 실행 컨텍스트가 생성되고 코드 실행 결과가 관리 되는지는 아래의 순서대로 진행된다.

1. 전역 객체 생성

전역 코드가 평가 되기 이전에 생성되어 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역함수, 표준 빌트인 객체가 추가되며 특정 환경의 호스트 객체를 포함한다.

전역 객체 또한 Object.prototype을 상속받아 프로토타입 체인의 일원이다.

2. 전역 코드 평가

  1. 전역 실행 컨텍스트 생성

  2. 전역 렉시컬 환경 생성

  • 전역 환경 레코드 생성: 전역 환경 레코드는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성된다.

★ 객체환경 레코드 생성: BindingObject라고 부르는 객체와 연결된다. 전역 코드 평가 과정에서 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에 연결된 BindingObject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.
★ 선언적 환경 레코드 생성: 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않고, 개념적인 블록인 전역 환경 레코드의 선언적 환경 레코드에 let과 const 존재

객체 환경 레코드 - 전역 객체과 관리하던 var 키워드로 선언한 전역 변수, 함수 선언문으로 정의한 전역함수, 빌트인 등을 관리한다.
선언적 환경 레코드 - let, const 키워드로 선언한 전역 변수 관리.

  • this 바인딩: 일반적으로 전역 코드에서 this는 전역 객체를 가리킴. 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에서 전역 객체가 바인딩 된다. this바인딩은 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재!

  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정: 전역 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 null이다.(전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 종점에 존재함을 의미)

3. 전역 코드 실행

코드가 순차적으로 실행된다. 이 과정에서 동일한 이름의 식별자가 다른 스코프에 여러개 존재하는 경우가 있는데, 어느 스코프를 참조할 지 결정하는 것을 식별자 결정이라고 한다.

식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다.

4. foo 함수 코드 평가

foo 함수가 호출되면 전역 코드의 실행을 중지하고 foo 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다. 그 이후에 함수 코드를 평가하기 시작하며 아래의 순서대로 진행이 된다.

  1. 함수 실행 컨텍스트 생성: 생성된 함수 실행 컨텍스트는 함수 렉시컬 환경이 완성된 다음 실행 컨텍스트에 푸시된다.

  2. 함수 렉시컬 환경 생성: 렉시컬 환경을 생성하고 foo 함수 실행 컨텍스트에 바인딩 한다.(환경 레코드와 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 구성)

  • 함수 환경 레코드 설정: 매개변수, arugments 객체, 함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리한다.

  • this 바인딩: 일반함수로 호출 되었으므로 전역 객체를 가리킨다.

  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정: foo 함수 정의가 전역 코드 평가 시점에 평가되어 이 시점의 실행중인 실행 컨ㅌ켁스트는 전역 실행 컨텍스트이므로 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 전역 렉시컬 환경의 참조가 할당된다. 함수의 상위 스코프를 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장하는데, 이것이 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 할당되는 것이며 렉시컬 스코프를 구현하는 메커니즘이다.

렉시컬 스코프와 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]는 클로저를 이해할 수 있는 중요한 단서이다.

5. foo 함수 코드 실행

코드가 실행되면서 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다.

6. bar 함수 코드 평가

foo 함수 코드 평가와 동일하게 이루어짐

7. bar 함수 코드 실행

거의 foo 함수 코드와 비슷하게 이루어지며, 여기서 console.log(a + b + x + y+ z)의 경우 다음의 순서로 이루어진다.

  1. console식별자 검색: 식별자를 검색하다가 최종적으로 전역 렉시컬 환경의 객체 환경 레코드의 BindingObject에서 찾는다.

  2. log 메서드 검색: 프로토타입 체인을 통해 메서드 검색(console 객체가 직접 소유하는 프로퍼티)

  3. a + b + x + y + z 표현식의 평가

  4. console.log 메서드 호출

8. bar 함수 코드 실행 종료

bar 함수 실행 컨텍스트가 실행 컨텍스트 스택에서 pop되어 제거되고 foo 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 됨 --> 실행 컨텍스트가 제거 되었다고 해서 렉시컬 환경 까지 즉시 소멸하는 것이 아닌 가비지 컬렉터에 의해 메모리 공간의 확보가 해제 될때 까지 남아 있음. 누군가 참조하고 있다면 bar 렉시컬 환경은 소멸하지 않는다.

9. foo 함수 코드 실행 종료

foo 함수 실행 컨텍스트가 pop 되어 제거되고, 전역 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.

10. 전역 코드 실행 종료

마찬가지로 전역 실행 컨텍스트가 pop되어 실행컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.

실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

전역 소스 코드에서 블록문의 경우 변수가 선언되었을 시, 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체하고, 이때 이 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 전역 렉시컬 환경을 가리킨다.

이는 if 문뿐만 아니라 블록 레벨 스코프를 생성하는 모든 블록문에 적용된다.

for 문의 변수 선언문의 경우 코드 블록이 반복되어 실행될 때마다 코드 블록을 위한 새로운 렉시컬 환경을 생성한다. 이때 for문안에 정의 된 함수가 있다면 이 함수의 상위스코프는 for문의 코드 블록이 생성한 렉시컬 환경이다. 또한, 함수의 상위 스코프는 for문의 코드 블록이 반복되어서 실행될 때마다 식별자의 값을 유지해야하는데 이를 위해 독립적인 렉시컬 환경을 생성하여 식별자의 값을 유지한다.

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