실행 컨텍스트

hoin_lee·2023년 10월 3일
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실행컨텍스트

이전에도 블로그에서 쓴 적 있었지만 그건 면접을 대비 하기 위해 그냥 내용을 외운 것밖에 아니었지만 이번에 확실하게 실행컨텍스트를 이해할 수 있게 되었다

물론 딥다이브 책도 봤지만 성호님 수업을 들으면서 ECMA에 기재된 현 버전의 실행컨텍스트를 새롭게 배울 수 있었고 정말 javascript에 대한 이해가 많이 높아지는 공부였다
먼저 연산자등 js 사용법을 안 상태에서 개념적인 부분이 들어오니 앞서 배운 것들이 확 이해가 올라오면서 수업 자체가 엄청 재밋는 상태다

그럼 내가 이해한 실행 컨텍스트를 하나씩 확인해보자

스코프

개념은 각 식별자들의 유효 범위 이다. 범위로는

  • Global
  • Function
  • Block Scope

이렇게 3가지가 있는데 각 스코프별로 Lexical Enviroment가 생성된다
-> 아마 이 내용이 딥 다이브에 있었는데 최근 문서들을 살펴보면 언급되는 부분이 없다고 한다.
직접 그림을 그려보면 확실히 Lexical Enviroment가 하는일이... 없다
그냥 중개 역할을 하는 것 처럼 보이는데 Enviroment Record 라는 곳에도 참조(OtuerEnviroment)가 생기면서 그냥 동일한 역할을 한다.

이 스코프들에서도 또 2가지 동작 방식이 있는데 정의된 위치를 찾는 것은 Static scope라고 하고 어디서 호출됐는지, 호출된 시간을 기반으로 찾느것이 Dynamic scope이다
이를 통해 변수와 함수가 어떤 스코프로 동작하는지 알 수 있는데

var x = 3
function foo(){
    console.log(x)
    var x =2
    console.log("global foo")
}
function bar(){
    function foo() {
        console.log('local foo')
    }
    foo()
}
foo()
bar()

이를 살펴볼 때 foo함수가 실행될 때 안에 있는 console.log(x)는 무엇이 출력될까?
정답은 undfined가 출력된다
분명 전역에서 var x = 3; 을 통해서 x라는 변수를 선언 해 뒀는데 왜 x를 출력하면 3이 아니라 undefined가 나오는 걸까??
이유는 foo라는 함수 스코프 안에서 var x =2라는 문 때문에 foo함수 스코프 안에서의 x가 호이스팅 되었기에 undfined가 나온것이다. 그럼 이걸 통해 '아 변수는 Dynamic scope를가지고 있구나를 알 수 있다.

처음 이 변수가 만들어진 스코프에서 가져오는 것(var x = 3이 전역 스코프에서 만들어졌기에 x는 전역 스코프에 있지만)이 아니라 가장 가까운 스코프부터 찾아나가는 것이다.
console.log(x)가 불린 위치가 foo함수 스코프 안이기 때문에 foo함수 스코프부터 탐색을 시작했고 호이스팅 된 var x = undefined;를 먼저 찾았기 때문에 undefined가 출력된 것이다.

하지만 함수는 다르다.

마지막에 실행된 foo()와 bar함수안의 foo()는 각각 누가 실행될까?

전역에서 실행된 foo()는 전역의 foo함수가 실행되고 bar함수 안의 foo()실행은 bar안의 함수 foo가 실행된다.

'??그럼 함수 스코프 안의 foo가 함수 안을 실행했으니 Dynamic 아닌가요?'
라고 생각할 수 있지만 전혀 아니다.
함수는 Static scope로 자신이 만들어진 즉 정의된 위치를 기반으로 스코프를 검색한다.

전역에서 실행한 foo는 전역에서 function foo를 통해 함수오브젝트에 등록된 순간의 foo이고 bar안의 foo는 bar라는 함수가 실행된 순간에 함수 오브젝트에서 등록된 순간의 foo이다.
엄연히 둘은 다른 foo라는 함수이며 참조하고 있는 Environment즉 환경이 다르다.
bar안에서 선언된 foo라는 함수는 bar함수가 종료된다면 더이상 참조되고 있는 환경이 없기 때문에 G.C를 통해 소멸된다.

Global Object(전역 객체)

실행 컨텍스트에서 항상 등장하는 놈으로 많이 나오는 객체로 JS engine process가 생성(시작)할 때 가장 만저 생성된다.
즉 전역객체는 엔진 프로세스가 종료 되기 전까진 끝까지 살아있는 객체인 것을 알 수가 있다.

구성요소들로는

  • BuiltIn(standard) properties & functions
    • Built-in properties : Infinity, NaN, undefined 등
    • Built-in functions : eval, isInifite, isNaN, parseInt, parseFloat 등
  • host object(brower, node API) 및 var/fn object도 보유한다
  • 전역 변수는 전역 객체에 영원히 존재 -> 이는 메모리 낭비와 가독성을 떨어뜨리고 모듈의 namespace를 오염시킬 수도 있으니 전역은 항상 자제하자. 매번 클린코드 얘기가 나올 때 전역 변수를 최소하 하자는 얘기가 괜히 있는 것은 아니다.
  • 직접 생성(컨트롤) 하지 못하고, window(globalThis) 키워드 생략 가능
  • const/let 은 전역 객체가 아닌 Declarative Environment Record라는 곳에 별도로 생성된다
  • 선언이 없는 식별자는 암묵적으로 전역으로 전역객체에 등록된다
ig = 1;
console.log(window.ig) // 1
console.log(global.ig)//1

Declarative Environment Record에 는 하단에서 Environment Record 부분을 다루면서 정리할 예정이니 일단 const/let 은 Declarative Environment Record 라는 곳에 생성되는 구나 하고 이해하고 있자

Execution Context (실행 컨텍스트)

그럼 앞서 스코프와 전역 객체에 대해 배웟으니 대망의 실행 컨텍스트 부분을 살펴보자

실행 컨텍스트를 생성하는 code들

기본적으로 전역 코드, 함수 코드, eval코드, module 코드는 각각의 실행 컨텍스트를 생성한다
이들이 CallStack에 생성됨으로 이를 'Execution Context Stack' ECS라 부른다

LexicalEnvironment(렉시컬 환경)
현재 많은 책에서 렉시컬 환경에 대해 서술하고 있지만 v8엔진 이후로 tc39랑 찾아보면 LexicalEnvironment에 대한 얘기가 더이상 등장하지 않는다.
Environment Record 내장 슬롯으로 [[OutEnv]]라는 이전 렉시컬 환경에서 사용하던 OuterEnvironmentReference가 대체 되는 부분이 나왔기 때문 아닌가 싶다.
실제로 Record에 기록된 변수를 찾아 올라갈 때 각 환경의 Record에서 바로 상위 Record로 갈 수 있는 [[OutEnv]]가 있음으로 굳이 렉시컬 환경을 통해 돌아 돌아 갈 필요가 없어졌기 때문 아닐까 싶다.

Environment Record

그럼 실행 컨텍스트가 콜스택에 올라가 생성되는 Envrionment Record들에 대해 살펴보자.
Envrionment Record는 실행 컨텍스트 스택 즉 ECS에 실행 컨텍스트가 올라올 경우 생성된다.
이건 Global 또한 마찬가지다

Global Environment Record(inner-field)

많은 내장 슬롯이 있지만 알아 두어야 할 것만 한번 살펴보려 한다.

  • [[ObjectRecord]] : global built-in bindings, FunctionDeclaration, asyncFunctionDeclaration 등과 같이 전역적으로 필요한 것들이 포함된 전역 객체를 참조한다
  • [[DeclarativeRecord]] : const / let 로 선언된 식별자들이 들어간다 생각하면 편하다
  • [[GlobalThisValue]] : GlobalObject pointer 즉 전역 스코프의 this가 반환하는 값이다(Global Object)
  • [[VarNames]] : 식별자 List로 함수(Function, Generator, AsyncFunction, AsyncGenerator) 또는 변수 선언에 바인딩된 문자열 리스트이다
  • [[OuterEnv]] : null

등이 있는데 OuterEnv는 외부 Environment Record에 대한 참조이지만 전역은 자신 위로 아무도 없고 스스로가 최상위이기 때문에 null을 가지고 있다

Function(class) Object

함수가 만들어질 때 Function Object라는 곳에 함수의 코드들과 참조하고 있는 위치를 알려주는 트리들이 생성되는데 이 Function Object에서 이 코드들을 보관하게 된다.
물론 실행을 위한 평가 같은 것들이 진행된 상태는 아니다

총 15개의 슬롯을 가지고 있지만 우리가 실행 컨텍스트를 배우는데에 가장 중요한 것은
[[Environment]] 이 하나이다

이 [[Environment]] 는 Function Object를 생성할 당시의 Envrionment Record에 대한 참조를 가지고 있다

가장 위에서 다룬 스코프 부분에서 x의 값이 찍히는 부분이나 함수 실행 부분이 다른 이유가 이 [[Environment]] 때문이니 매우 중요한 부분이다

FunctionEnvironmentRecord (inner slot)

JS는 함수형 프로그래밍 언어로 가장 많이 보게될 실행 컨텍스트라고 생각한다. 가지고 있는 내장 슬롯들이 많은데 하나씩 살펴보자

  • [[FunctionObject]] : FunctionObject에 대한 참조를 가진다. 즉, 나의 <f.o>(function object)에 대한 참조이다
  • [[NewTarget]] : 생성자 함수( new Array 같은 것)로 호출한 경우(클래스인 경우 포함) Function Object에 대한 참조이다. 아니라면 undefined
  • [[ThisValue]] : 함수 호출할 때 사용되는 this 값으로 this를 바인딩 하지 않으면 Global Ojbect를 참조한다. (ex. fn.call({id:1}) 일 때 fn()함수 내의 this는 {id:1})
  • [[ThisBindingStatus]] : 값이 lexical이면 이 함수는 arraow function이며, local this를 갖지 않는다. lexical이 아니라면 uninitialized 상태였다가 [[ThisValue]]값이 set되면 initialized 상태로 변경된다
  • [[OuterEnv]] : Function Object의 [[Environment]] 내부 슬롯이 참조하는 값. 즉, <f.o>가 생성될 당시의 Lexical Scope

다음 정리때 한번 실행컨텍스트를 직접 그려보자

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