[JS Deep Dive] 23장. 실행컨텍스트(2)

lyshine·2023년 6월 6일

JavaScript 렉시컬 스코프 식별자 검색과정 실행 컨텍스트 실행 컨텍스트 생성 실행 컨텍스트 스택

JS Deep Dive 정리

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📚 실행 컨텍스트 스택

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

코드를 실행하면 코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에는 다음과 같이 실행 컨텍스트가 추가되고 제거된다. (push/pop)

const x = 1;

function foo () {
  const y = 2;
  
  function bar () {
    const z = 3;
    console.log(x + y + z);
   }
   bar();
 }
 
 foo(); // 6

1. 전역 코드의 평가와 실행

먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트에 push한다.
전역변수 x와 전역함수 foo가 등록되고 실행되면 x에 값 할당되고 foo가 호출된다.

2. foo 함수 코드의 평가와 실행

전역 함수 foo가 호출되면 전역코드의 실행은 일시 중단되고 코드의 제어권이 foo함수 내부로 이동한다.
함수 내부의 코드를 평가하여 foo함수 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트에 push한다.
함수의 지역변수 y와 중첩함수 bar가 foo함수 실행컨텍스트에 등록되고 코드실행되면 y값 할당, bar 호출됨

3. bar 함수 코드의 평가와 실행

중첩 함수 bar가 호출되면 foo함수코드가 실행 일시중단되고 코드 제어권이 bar함수 내부로 이동한다.
함수 내부의 코드를 평가하여 bar함수 실행 컨텍스트를 생성하고 실행 컨텍스트에 푸시
함수의 지역변수 z가 실행컨텍스트에 등록되고 코드실행되면 z값 할당, console.log메서드 호출이후 함수 종료

4. foo 함수 코드로 복귀

bar함수 실행 컨텍스트 스택에서 pop하여 제거
foo 함수는 더이상 실행할 코드가 없으므로 종료

5. 전역 코드로 복귀

코드의 제어권이 다시 전역 코드로 이동
foo함수 실행 컨텍스트 스택에서 pop하여 제거
전역 실행 컨텍스트도 더이상 실행할 코드가 없으므로 스택에서 pop되어 아무것도 남아있지 않게된다.

실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트(= 실행중인 실행 컨텍스트)는 언제나 현재 실행중인 코드의 실행 컨텍스트다.

🌴 렉시컬 환경

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

렉시컬 환경: 스코프와 식별자를 관리
- 실행 컨텍스트 스택: 코드의 실행 순서를 관리
렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다. (스코프를 구분하여 식별자를 등록/관리하는 저장소 역할)
LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트로 구성되지만 여기서는 렉시컬 환경으로 통일해 간략하게 설명
2개의 컴포넌트로 구성되는 렉시컬 환경
- 환경 레코드(EnvironmentRecord) : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조(OuterLexicalEnvironmentReference) : 상위 스코프를 가리킨다. 상위 스코프는 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다.

🪄 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

전역 객체 생성

전역 객체는 전역 코드가 평가되기 이전에 생성된다.
전역 객체에는 빌트인 전역 프로퍼티, 전역 함수, 표준 빌트인 객체, 클라이언트 사이드 Web API, 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함한다.
전역 객체도 Object.prototype을 상속받는다. 즉, 전역 객체도 프로토타입 체인의 일원이다.

전역 코드 평가

소스가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.

<전역 코드 평가 순서>

전역 실행 컨텍스트 생성
전역 렉시컬 환경 생성

2.1. 전역 환경 레코드 생성 :
객체환경 레코드와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다.

2.1.1. 객체 환경 레코드 생성 :
var 키워드로 선언한 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 함수는 Bindingobject를 통해 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.

2.1.2. 선언적 환경 레코드 생성 :
let, const 키워드로 선언한 전역변수는 선언적 환경레코드에 등록되고 관리된다.

2.2. this 바인딩 :
전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다.

2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 :
현재 평가 중인 소스코드를 포함하는 외부 소스코드의 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프를 가리킨다. 전역 코드를 포함하는 소스코드는 없으므로 전역 레시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에는 null이 할당된다. 이는 전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 종점에 존재함을 의미한다.

전역 코드 실행

전역 코드가 순차적으로 실행된다.

변수 할당문이 실행되어 전역변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다.

식별자 결정 : 같은 이름의 식별자가 여러개 존재할 수 있기 때문에 어느 스코프의 식별자를 참조하면 되는지 결정할 필요가 있다.
식별자 결정을 위해 식별자를 검색할 때는 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다.

foo 함수 코드 평가

foo함수가 호출되면 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 foo함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.

<함수 코드 평가 순서>

함수 실행 컨텍스트 생성 : 함수 렉시컬 환경이 완성된 다음 실행 컨텍스트 스택에 푸시된다.
함수 렉시컬 환경생성 : foo 함수 렉시컬 환경을 생성하고 foo 함수 실행 컨텍스트에 바인딩한다.

2.1. 함수 환경 레코드 생성 :
매개변수, arguments 객체,함수 내부에서 선언한 지역 변수와 중첩 함수를 등록하고 관리한다.

2.2. this 바인딩 :
함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩된다. 함수 호출방식에 따라 결정된다.

2.3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정 :
외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 foo 함수 정의가 평가된 시점에 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경의 참조가 할당된다. foo는 전역함수로 전역 렉시컬 환경의 참조가 할당된다.

💡 렉시컬 스코프에서 자바스크립트는 함수를 어디서 호출했는지가 아니라 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다.

자바스크립트 엔진은 함수 정의를 평가하여 함수 객체를 생성할때 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 [[Environment]]에 저장된 렉시컬 환경의 참조다.

foo 함수 코드 실행

런타임이 시작되어 foo 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.

매개변수에 인수가 할당되고, 지역변수에 값이 할당되고, 함수가 호출된다.

식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작해 검색된 식별자에 값을 바인딩한다.

bar 함수 코드 평가

bar 함수가 호출되면 bar 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다.

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

bar 함수 코드 실행

런타임이 시작되어 bar 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.

매개변수에 인수가 할당되고, 지역변수에 값이 할당된다.

console.log(a+b+x+y+z);가 실행된다. 이 코드는 다음과 같은 순서로 실행된다.

console 식별자 검색
먼저 console 식별자를 스코프 체인에서 검색한다. 상위 스코프로 계속 검색해 객체 환경 레코드의 BindingObject를 통해 전역 객체에서 console 식별자를 찾을 수 있다.
log 메서드 검색
console 객체에서 log 메서드를 검색한다. console 객체의 프로토타입 체인을 통해 메서드를 검색한다.
표현식 a+b+x+y+z의 평가
a,b,x,y,z 식별자를 검색한다. 식별자는 스코프 체인, 즉 현재 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 시작하여 외부 렉시컬 환경에 디한 참조로 이어지는 렉시컬 환경의 연속에서 검색한다.
a 식별자 - foo 함수 렉시컬 환경/ b식별자 - bar 함수 렉시컬 환경/ x,y 식별자 - foo함수 렉시컬 환경/ z식별자 - bar 함수 렉시컬 환경에서 검색된다.
console.log 메서드 호출
표현식이 평가되어 생성한 값을 메서드에 전달하여 호출한다.

bar 함수 코드 실행 종료

더는 실행할 코드가 없는 bar 함수 코드의 실행이 종료된다.
실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트가 pop되어 제거되고 foo실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.
하지만, bar 함수 실행 컨텍스트가 소멸되었더라도 만약 bar 함수 렉시컬 환경을 누군가 참조하고 있다면 bar 함수 렉시컬 환경은 소멸하지 않는다.

foo 함수 코드 실행 종료

bar 함수가 종료하면 더이상 실행할 코드가 없으므로, foo 함수 코드의 실행이 종료된다.
실행 컨텍스트 스택에서 foo 함수 실행 컨텍스트가 pop되어 제거되고 전역 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.

전역 코드 실행 종료

foo 함수가 종료되면 더이상 실행할 전역 코드가 없으므로, 전역 코드의 실행이 종료된다.
실행 컨텍스트 스택에서 전역 실행 컨텍스트가 pop되어 제거되고 스택에는 아무것도 남지 않게 된다.

실행 컨텍스트와 블록 레벨 스코프

var 키워드 : 함수 레벨 스코프(오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정하는 스코프)
let, const 키워드 : 블록 레벨 스코프(선언한 변수는 모든 코드 블록을 지역 스코프로 인정하는 스코프)

let x = 1;
if (true) {
 let x = 10;
 console.log(x); // 10
}

console.log(x); //1

if 문 코드 블록 실행되면 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다. (모든 블록문에 적용)
if 문 코드 블록의 실행이 종료되면 다시 if문 코드 블록이 실행되기 이전으 렉시컬 환경으로 되돌린다.
for 문에서는 for문의 코드 블록이 반복해서 실행될 때마다 독립적인 렉시컬 환경을 생성하여 식별자의 값을 유지한다.

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