소스코드의 타입
소스코드를 4가지 타입으로 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문
1. 전역코드
:전역에 존재하는 소스코드를 말한다. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 미포함
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 연결해야 한다.
전역 실행 컨텍스트가 생성된다.
2. 함수코드
:함수 내부에 존재하는 코드. 함수 내부에 중접된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 미포함
지역 스코프를 생성하고, 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 한다.
생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
함수 코드가 평가되면 실행 컨텍스트가 생성된다.
3. eval 코드
:빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드
4. 모듈 코드
:모듈 내부에 존재하는 소스코드. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 미포함
모듈 코드는 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
모듈 코드가 평가되면 모둘 실행 컨텍스트가 생성된다.
소소코드의 평가와 실행
모든 소스코드는 실행에 앞서 평가 과정을 거치며 코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정, 소스코드 평가와 소스코드 실행 과정으로 나누어 처리한다.
소스코드 평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드)에 등록.
소스코드 평가 과정이 끝나면 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행. 런타임.
이때 소스코드 실행에 필요한 정보인 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해서 취득.
변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록
실행 컨텍스트의 역할
// 전역 변수 선언
const x = 1;
// 함수 정의
function foo(a) {
// 지역 변수 선언
const x = 10
// 메서드 호출
console.log(x+a);
}
// 함수 호출
foo(100);
// 메서드 호출
console.log(x);1.전역 코드 평가
실행에 앞서 전역 코드 평가 과정을 거치며 전역 코드를 실행하기 위한 준비를 한다.
전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행, 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록. (var 키워드, 함수 선언문 전역 객체의 프로퍼티, 메서드)
2. 전역 코드 실행
전역 코드 평가가 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행.
전역 변수에 값이 할당되고 함수 호출. 함수 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드 실행 일시 중단.
코드 실행 순서 변경해 함수 내부로 진입.
3. 함수 코드 평가
함수 호출에 의해 코드 실행 순서 변경되어 함수 내부로 진입.
함수 내부의 문들을 실행하기 전 함수 코드 평가 과정을 거치며 함수 코드 실행 준비.
매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행. 생성된 매개 변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트 관리되는 지역 스코프에 등록된다.
함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성. 지역 스코프에 등록된다.
this 바인딩도 결정.
4. 함수 코드 실행
함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행.
매개 변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드가 호출된다.
console 식별자는 스코프 체인에 등록되지 않고 전역 객체 프로퍼티로 존재한다.
전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미.
log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색.
console 메서드 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.
코드가 실행되려면 스코프를 구분하여 식별자와 바인딩된 값이 관리되어야 한다.
중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성하여 식별자를 검색할 수 있어야 한다.
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.
코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 관리가 필요하다.
1. 선언에 의해 생성된 모든 식별자를 스코프를 구분하여 등록하고 상태 변화를 지속적으로 관리해야 함.
2. 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성. 즉 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자 검색 가능해야 함.
3. 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경할 수 있어야 하며 다시 되돌아갈 수도 있어야 함.
위의 모든 것을 관리하는 것이 실행 컨텍스트다.
실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역.
실행 컨텍스트는 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘.
모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.
식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리, 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리.
실행 컨텍스트 스택
const x = 1;
function foo () {
const y = 2;
function bar () {
const z = 3;
console.log(x + y + z);
}
bar();
}
foo()
console.log(x);자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한다.
함수가 호출되면 함수 코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스트를 생성한다.
이때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리된다.
이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다.
1. 전역 코드의 평가와 실행
자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
지역 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 이동
자바스크립트 엔진은 foo 함수 내부의 함수 코드를 평가하여 foo 함수 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
foo 함수의 지역 변수 y와 중첩 함수 bar가 foo 함수 실행 컨텍스트에 등록된다.
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 bar 함수 내부로 이동
자바스크립트 엔진은 bar 함수 내부의 코드를 평가하여 bar 람수 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
이때 bar 함수 내부의 코드를 평가하여 bar 함수 실행 컨텍스트에 등록.
이후 bar 함수 코드가 실행되기 시작하여 지역 변수 z에 값이 할당되고 console.log 메서드가 실행된다.
bar 함수가 종료된다.
4. foo 함수 코드로 복귀
bar 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 foo 함수로 이동.
자바스크립트 엔진은 bar 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거.
그리고 foo 함수는 더 이상 실행할 코드가 없으므로 종료.
전역 코드로 복귀
foo 함수가 종료되면 코드의 제어권은 다시 전역 코드로 이동.
자바스크립트 엔진은 foo 함수 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 팝하여 제거
더 이상 실행할 전역 코드가 남아 있지 않으므로 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트에서 팝되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.
실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.
소스코드가 평가되면 실행 컨텍스트가 생성되고 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 쌓인다.
실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다.
따라서 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트를 실행 중인 실행 컨텍스트 라 부른다.
렉시컬 환경
렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트.
실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리한다면 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리.
렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체의 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리.
즉 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체.
실행 컨텍스트는 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트로 구성된다.
생성 초기에 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트는 하나의 동일한 렉시컬 환경을 참조한다.
이후 몇 가지 상황을 만나면 VariableEnvironment 컴포넌트를 위한 새로운 렉시컬 환경을 생성하고, 이때부터 VariableEnvironment 컴포넌트와 LexicalEnvironment 컴포넌트는 내용이 달라지는 경우도 있다.
1.환경 레코드 : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소.
2.외부 렉시컬 환경에 대한 참조
: 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다.
상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말함. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.
실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정
1. 전역 객체의 생성
전역 객체는 전역 코드가 평가되기 이전에 생성
전역 객체에는 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체가 추가되며 동작 환경에 따라 클라인어트 사이트 Web API 또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함한다.
전역 객체도 Object.prototype을 상속받는다. 즉 전역 객체도 프로토타입 체인의 일원이다.
2. 전역 코드 평가
소스코드가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.
- 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
1. 전역 실행 컨텍스트 생성
먼저 비어있는 전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시
이때 전역 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택의 최상위, 즉 실행 중인 실행 컨텍스트다.
2. 전역 렉시컬 환경 생성
전역 렉시컬 환경을 생성하고 전역 실행 컨텍스트에 바인딩한다.
렉시컬 환경은 2개의 컴포넌트 : 환경 레코드와 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 구성
2.1. 전역 환경 레코드 생성
전역 렉시컬 환경을 구성하는 컴포넌트인 전역 환경 레코드는 전역 변수를 관리하는 전역 스코프,
전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 제공.
모든 전역 변수가 과거에는 전역 객체의 프로퍼티가 되었다.
전역 객체가 전역 환경 레코드의 역할을 했다.
let, const 키워드로 선언한 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되지 않고 개념적인 블록 내에 존재.
var 키워드와 let, const 키워드로 선언한 전역 변수를 구분하여 관리하기 위해 전역 스코프 역할을 하는 전역 환경 레코드는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다.
객체 환경 레코드는 기존의 전연 객체가 관리하던 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체를 관리하고, 선언적 환경 레코드는 let, const 키워드로 선언한 전역 변수를 관리한다.
즉 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드는 서로 협력하여 전역 스코프와 전역 객체(전역 변수의 전역 객체 프로퍼티화)를 관리한다.
2.1.1 객체 환경 레코드 생성
전역 환경 레코드를 구성하는 컴포넌트인 객체 환경 레코드는 BindingObject 라고 부르는 객체와 연결된다.
BindingObject 는 전역 객체의 생성에서 생성된 전역 객체다.
전역 코드 평가 과정에서 var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의한 전역 함수는 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에 연결된 BindingObject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.
이때 등록된 식별자를 전역 환경 레코드의 객체 환경 레코드에서 검색하면 전역 객체 프로퍼티를 검색하여 반환.
2.1.2. 선언적 환경 레코드 생성
let, const 키워드로 선언한 전역 변수는 선언적 환경 레코드에 등록되고 관리된다.
개념적인 블록 내에 존재하게 된다. 개념적인 블록이 바로 전역 환경 레코드의 선언적 환경 레코드.
let, const 키워드로 선언한 전역 변수도 호이스팅이 발생한다.
선언 단계와 초기화 단계가 분리되어 진행된다. 따라서 초기화 단계, 즉 런타임에 실행 흐름이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠지게 된다.
런타임에 컨트롤이 변수 선언문에 도달하기 전까지 일시적 사각지대에 빠지기 때문에 참조할 수 없다.
2.2 this 바인딩
전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다.
일반적으로 전역 코드에서 this는 전역 객체를 가리키므로 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에는 전역 객체가 바인딩된다.
전역 코드에서 this 를 참조하면 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환된다.
참고로 전역 환경 레코드를 구성하는 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드에는 this 바인딩이 없다.
this 바인딩은 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재한다.
2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조
현재 평가 중인 소스코드를 포함하는 외부 소스코드의 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프를 가리킨다.
이를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.
현재 평가 중인 소스코드는 전역 코드다.
전역 코드를 포함하는 소스코드는 없으므로 전역 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 null이 할당된다. 이는 전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 종점에 존재함을 의미한다.
3. 전역 코드 실행
전역 코드가 순차적으로 실행.
변수 할당문 또는 함수 호출문을 실행하려면 먼저 변수 또는 함수 이름이 선언된 식별자인지 확인해야 함.
선언되지 않는 식별자는 참조할 수 없으므로 할당이나 호출도 할 수 없기 때문.
식별자는 스코프가 다르면 같은 이름 사용 가능.
따라서 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지 결정할 필요가 있다. => 식별자 결정
식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작.
선언된 식별자는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 환경 레코드에 등록되어 있다.
4. foo 함수 코드 평가
foo 함수가 호출되면 전역 코드의 실행은 일시 중단하고 foo 함수 내부로 코드 제어권이 이동한다.
함수 코드를 평가하기 시작한다. 평가 순서는 아래와 같다.
1. 함수 실행 컨텍스트 생성
2. 함수 렉시컬 환경 생성
2.1. 함수 환경 레코드 생성
2.2. this 바인딩
2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
1. 함수 실행 컨텍스트 생성
foo 함수 실행 컨텍스트를 생성.
생성된 함수 실행 컨텍스트는 함수 렉시컬 환경이 완성된 다음 실행 컨텍스트 스택에 푸시 된다.
foo 함수 실행 컨텍스트는 실행 컨텍스트 스택의 최상위, 즉 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.
2. 함수 렉시컬 환경
foo 함수 렉시컬 환경을 생성하고 foo 함수 실행 컨텍스트에 바인딩한다.
렉시컬 환경은 2개의 컴포넌트, 환경 레코드와 외부 렉시컬 환경에 대한 참조로 구성된다.
2.1. 함수 환경 레코드 생성
함수 렉시컬 환경을 구성하는 컴포넌트 중 하나인 함수 환경 레코드는 매개변수, arguments 객체, 함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리한다.
2.2. this 바인딩
함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯 this가 바인딩된다.
내부 슬롯에 바인딩될 객체는 함수 호출 방식에 따라 결정된다.
foo 함수는 일반 함수로 호출되었으므로 this 는 전역 객체를 가리킨다.
띠라서 함수 환경 레코드의 내부 슬롯에는 전역 객체 바인딩.
함수 내부에서 this 를 참조하면 함수 환경 레코드의 내부 슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환된다.
2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 결정
외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 foo 함수 정의가 평가된 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.
foo 함수는 전역 코드에 정의된 전역 함수다. 따라서 foo 함수 정의는 전역 코드 평가 시점에 평가된다.
이 시점의 실행 중인 실행 컨텍스트는 전역 실행 컨텍스트다.
따라서 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 전역 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.
렉시컬 스코프에서 자바스크립트는 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 어디서 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.
그리고 함수 객체 자신이 정의된 상위 스코프를 기억한다.
자바스크립트 엔진은 함수 정의를 평가하여 함수 객체를 생성할 때 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 함수의 상위 스코프를 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장한다.
함수 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 할당되는 것은 바로 함수의 상위 스코프를 가리키는 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조.
함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]]가 바로 렉시컬 스코프를 구현하는 메커니즘이다.
5. foo 함수 코드 실행
이제 런타임이 시작되어 foo 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작.
매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수에 값이 할당되고, 함수 bar 가 호출된다.
식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작.
실행 컨텍스트 스택에서 함수의 실행 컨텍스트가 제거되었다고 해서 함수의 렉시컬 환경까지 소멸하는 것은 아니다. 렉시컬 환경은 실행 컨텍스트에 의해 참조되기는 하지만 독립적인 객체다.
객체를 포함한 모든 값은 누군가에 의해 참조되지 않을 때 비로소 가바지 컬렉터에 의해 메모리 공간의 확보가 해제되어 소멸한다.
실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프
