실행 컨텍스트

1. 소스코드의 타입

4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성한다.
소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르다.

전역 코드 (전역에 존재하는 소스코드)

• 전역 변수를 관리하기 위해 전역 스코프를 생성해야한다.
• var 키워드로 선언된 전역 변수, 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결되어야 한다.
• 전역 코드가 평가 되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.

함수 코드 (함수 내부에 존재하는 소스코드)

• 지역변수, 매개변수, arguments 객체를 관리하기 위해 지역 스코프를 생성해야한다.
• 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
• 함수 코드가 평가 되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

eval 코드 (빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드)

• strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생선한다.
• eval 코드가 평가 되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.

모듈 코드 (모듈 내부에 존재하는 소스코드)

• 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
• 모듈 코드가 평가 되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.

2. 소스코드의 평가와 실행

자바스크립트 엔진은 소스코드를 "소스코드의 평가", "소스코드의 실행" 과정으로 나누어 처리한다.

• 소스코드의 평가

  • 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 렉시컬 환경의 환경 레코드에 등록한다.

• 소스코드의 실행 (런타임 시작)

  • 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색한다. 그리고 변수 값의 변경 등의 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.

3. 실행 컨텍스트의 역할

1. 선언에 의해 생성된 모든 식별자를 스코프를 구분하여 등록하고 상태 변화를 지속적으로 관리할 수 있어야 한다.
2. 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색할 수 있어야 한다.
3. 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.

이 모든 것을 관리하는 것이 실행 컨택스트이다.

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

• 더 구체적으로는, 실행 컨텍스트는 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.

• 식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고, 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.

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

실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.
실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다.
최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행 중인 실행 컨텍스트라 부른다.

5. 렉시컬 환경

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

• 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다.
• 실행 컨텍스트는 LexicalEnvironment와 VariableEnvironment 컴포넌트로 구성된다.

• LexicalEnvironment
  • 환경 레코드 : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소다.
  • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 : 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다. 이때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컥텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

6. 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

1. 전역 객체 생성

비어있는 전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.

2. 전역 렉시컬 환경 생성

- 전역 렉시컬 환경 
  - 전역 환경 레코드
    - 객체 환경 레코드 (var 전역 변수)
    - 선언적 환경 레코드 (let, const 지역 변수)
  -  외부 렉시컬 환경에 대한 참조

전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트에 바인딩한다.

2.1 전역 환경 레코드 생성

• 전역 환경 레코드 컴포넌트는 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 제공한다.

2.1.1 객체 환경 레코드 생성

• 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.
• 전역 코드 평가 시점에 객체 환경 레코드에 바인딩 된 BindingObject를 통해 전역 객체에 변수 식별자로 키를 등록한 다음, 암묵적으로 undefined를 바인딩한다. 따라서 var 키워드로 선언한 변수는 코드 실행 단계에서 변수 선언문 이전에도 참조할 수 있다. 변수 호이스팅이 발생하는 원인이다.

2.1.2 선언적 환경 레코드 생성

• let, const 키워드로 선언한 전역 변수는 선언전 환경 레코드에 등록되고 관리된다.

2.2 this 바인딩

• 전역 환경 레코드의 [[ GlobalThisValue ]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다.
• this 바인딩은 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재한다.

2.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

• 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 현재 평가 중인 소스코드를 포함하는 외부 소스코드의 상위 스코프를 가리킨다. 이를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

3. 전역 코드 실행

• 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지 결정할 필요가 있다. 이를 식별자 결정이라 한다.
• 식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다.
• 실행중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 찾을 수 없으면 상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색한다.

4. foo 함수 코드 평가

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); // <- 호출 직전

이젠 함수 코드를 평가합시다..

4.1 함수 실행 컨텍스트 생성

• foo 함수 실행 컨텍스트 생성, 함수 렉시컬 환경 완성된 다음 실행 컨텍스트 스택에 푸쉬!

4.2 함수 렉시컬 환경 생성

• foo 함수 렉시컬 환경 생성, foo 함수 실행 컨텍스트에 바인딩!

4.2.1 함수 환경 레코드 생성

• 매개변수, arguments 객체, 함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리!

4.2.2 this 바인딩

• 함수 환경 레코드의 [[ ThisValue ]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다.

4.3 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

• 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 foo 함수 정의가 평가된 시점에 실행 중인 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.

5 foo 함수 코드 실행

• 식별자 결정을 위해 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다.

6 bar 함수 코드 평가

• 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경의 생성 과정은 foo 함수 코드 평가와 동일하다.

7 bar 함수 코드 실행

7.1 console 식별자 검색

• console 식별자를 스코프 체인에서 검색한다. 식별자는 객체 환경 레코드의 BindingObject를 통해 전역 객체에서 찾을 수 있다.

7.2 log 메서드 검색

• consle 객체가 직접 소유하는 프로퍼티

7.3 표현식 a+b+x+y+z의 평가

• a = foo, b = bar, x,y = foo, z = bar 의 각 렉시컬 환경에서 검색

7.4 console.log 메서드 호출

• 평가 된 값 생성후, 메서드에 전달하여 호출

8. bar 함수 코드 실행 종료

• bar 함수 코드 실행 종료, 실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트에서 팝

9. foo 함수 코드 실행 종료

• foo 함수 코드 실행 종료, 실행 컨텍스트 스택에서 foo 함수 실행 컨텍스트에서 팝

10. 전역 코드 실행 종료

실행할 전역 코드 없다! 끝! 스택에 아무것도 없다!

7. 실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

var 키워드로 선언한 변수는 오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정하는 함수 레벨 스코프를 따른다.

let, const 키워드로 선언한 변수는 모든 코드 블록(함수, if 문, for 문, while 문, try/catch 문 등)을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다.

let x = 1;

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

console.log(x); // 1

if문의 코드 블록 내에서 let 키워드로 변수가 선언되었다. 따라서 if 문의 코드 블록이 실행되면 if 문의 코드 블록을 위한 블록 레벨 스코프를 생성해야 한다. 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다. 이때 새롭게 생성된 if 문의 코드 블록을 위한 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 if문이 실행되기 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킨다.