[모던 자바스크립트 Deep Dive] 23장. 실행 컨텍스트

minji·2025년 9월 2일
JavaScript모던 자바스크립트 Deep Dive실행 컨텍스트
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"나는야 소스코드 관리자!"

먼저 ECMAScript 사양은 소스코드(ECMAScript code)를 다음과 같이 4가지 타입으로 구분하는데, 이 4가지 소스코드는 각자의 상황에 맞는 실행 컨텍스트를 생성한다.

소스코드 타입설명
전역코드(global code)전역에 존재하는 소스코드(전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부코드는 포함되지 않는다. ❌)
함수코드(function code)함수 내부에 존재하는 소스코드(함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부코드는 포함되지 않는다. ❌)
eval코드(eval code)빌트인 전역함수(eval)에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드
모듈코드(module code)모듈 내부에 존재하는 소스코드(모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부코드는 포함되지 않는다. ❌)

그렇다면 소스코드 타입별 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리하는 내용으로는 뭐가 있을까?

소스코드 타입별 실행컨텍스트 생성

1. 전역코드 (global code)

  • 전역 변수관리를 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성한다.
  • 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.

2. 함수코드 (function code)

  • 지역스코프를 생성하고 지역변수, 매개변수, arguments 객체를 관리한다.
  • 지역스코프로 전역 스코프에서 시작되는 스코프 체인으로 연결해야하는데, 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.

3. eva코드 (eval code)

  • 엄격모드(strict mode)에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다.
  • eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.

4. 모듈코드 (module code)

  • 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
  • 모듈코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.

즉, 각자의 소스코드가 평가되면 각 실행컨텍스트가 생성되는 것이다.

소스코드는 실행하기에 앞서 평가과정을 거치면서 실행준비를 한다.
위에서도 살펴봤듯이 소스코드 타입별 실행컨텍스트 생성을 하기전에는 평가 단계를 거치게된다.

자바스크립트 엔진은 이러한 소스코드를 소스코드의 평가 와 소스코드의 실행이라는 2가지 과정으로 나누어서 처리한다.

1. 소스코드 평가

  • 실행 컨텍스트 생성
  • 변수, 함수 등의 선언문 먼저 실행
  • 생성된 변수, 함수 식별자를 key로 실행 컨텍스트 관리 스코프에 등록

2. 소스코드 실행

  • 선언문 제외한 소스코드 순차적 실행 ⇒ 런타임 시작!
  • 평가과정에서 등록해놓은 실행 컨텍스트 관리 스코프에서 소스코드 실행에 필요한 정보(변수나 함수의 참조) 검색하여 취득
  • 변수 값의 변경등 소스코드 실행 결과를 관리 스코프에 등록
var x // 1. 소스코드 평가 - 변수 선언문 실행 → 관리 스코프에 'x' 등록
x = 5 // 2. 소스코드 실행 - 관리 스코프에 있던 'x' 에 '5'를 할당

코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등에 대한 관리가 필요한데, 이 모든 것을 관리하는 것이 바로 실행 컨텍스트이다.

실행 컨텍스트란?

| 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행결과를 실제로 관리하는 영역이다.

조금 더 자세히 살펴보면,
실행 컨텍스트는 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)를 등록 및 관리하는 스코프 와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘이다.

⇒ 즉, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행 & 관리된다.

위에서 설명했듯이 실행 컨텍스트는 크게 식별자와 스코프 그리고 코드 실행 순서로 구분할 수 있다.
각각을 관리하는 방법이 다른데, 식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고
코드 실행 순서는 실행 컨텍스트의 스택으로 관리한다.

1. 실행 컨텍스트 스택

자바스크립트 엔진은 소스코드를 평가하여 해당 실행 컨텍스트를 생성하는데, 이 때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 이라는 자료구조로 관리되고 이를 실행 컨텍스트 스택 일명 콜스택이라고 부른다.

코드가 실행되면 실행 순서에 따라 실행 컨텍스트 스택에 실행 컨텍스트가 추가(push) 되기도하고 실행이 완료되면 제거(pop)되기도 한다.

⇒ 실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.

실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트이다. ⇒ 실행 컨텍스트 스택의 최상위 실행 컨텍스트는 실행 중인 실행 컨텍스트!

2. 렉시컬 환경

식별자와 식별자에 연결된 값 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트를 렉시컬 환경이라고 부른다.

렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체이다

렉시컬 환경은 다음과같이 두 개의 컴포넌트로 구성되어있다.

1️⃣ 환경 레코드

  • 스코프에 포함된 식별자를 등록하고, 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소이다.
  • 소스코드 타입에 따라 관리하는 내용에 차이가 있다.

2️⃣ 외부 렉시컬 환경에 대한 참조

  • 이 참조는 상위 스코프를 가리키는데, 여기서 상위 스코프란 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 위치기준의 상위 코드의 렉시컬 환경을 의미한다.

실행 컨텍스트의 생성 및 검색과정

그렇다면 실행 컨텍스트는 어떻게 생성되며, 코드 실행결과는 어떻게 관리되는지, 어떻게 실행 컨텍스트를 통해 식별자를 검색하는걸까?

소스코드 타입이 전역코드 인 상황을 예시로 살펴보자.

1️⃣ 전역객체 생성
전역코드가 평가되기 전에 전역객체가 먼저 생성되는데, 이 전역객체도 Object.prototype 을 상속받는 프로토타입 체인의 일원이다.

2️⃣ 전역코드 평가
소스코드가 실행될 준비가 되면 자바스크립트 엔진은 전역코드를 평가 한다.
코드 평가는 아래 순서대로 진행되며, 해당 과정을 거쳐 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경이 생성된다.

각 단계별로 살펴보자.

1. 전역 실행 컨텍스트 생성

  • 비어있는(empty) 전역 실행 컨텍스트를 생성하여 실행 컨텍스트 스택에 푸시한다.
  • 실행 컨텍스트: 실행 중인 실행 컨텍스트

2. 전역 렉시컬 환경 생성

  • 전역 렉시컬 환경 생성 후 전역 실행 컨텍스트에 바인딩한다.

    2-1. 전역 환경 레코드 생성
    - 전역 변수를 관리하는 전역 스코프, 전역 객체의 빌트인 전역 프로퍼티, 빌트인 전역 함수, 표준 빌트인 객체 를 제공한다.
    - 객체 환경 레코드 와 선언적 환경 레코드로 구성되어 있다.
    - ES6 이전에는 전역 객체가 전역 환경 레코드 역할을 하였으나, 그 시절은 var를 쓰던 시절이다. 하지만, 지금은 let, const 를 쓰는 시절이기때문에 전역 변수는 전역 객체의 프로퍼티가 되는 것이 아닌 블록내에 존재하게 된다.
    이것이 객체 환경 레코드와 선언적 환경 레코드가 구분되고 등장하게된 배경이다.

    • 객체 환경 레코드: var키워드로 선언한 전역 변수, 함수 선언문으로 정의한 전역 함수, 빌트인 전역 프로퍼티와 전역 함수, 표준 빌트인 객체 관리
    • 선언적 환경 레코드: let, const키워드로 선언한 전역 변수 관리
var x = 1 // 선언단계, 초기화단계 동시 진행됨
const y = 2

function foo(a) {
  ...
}

2-2. this 바인딩
- 전역 환경 레코드의 [[GlobalThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 된다.
- 일반적으로 전역코드에서는 내부슬롯에 전역 객체가 바인딩된다.
- 전역 코드에서 this 참조시 내부 슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환된다.
- 전역 환경 레코드의 두 가지 컴포넌트에는 this 바인딩이 없으며, 전역 환경 레코드와 함수 환경 레코드에만 존재한다.

2-3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
- 현재 평가 중인 소스코드를 포함한 상위 스코프를 의미한다.
- 현재 평가 중인 코드가 전역 코드인 경우에는 상위 스코프가 없으므로 외부 렉시컬 환경에 대한 참조에 null 이 할당된다. ⇒ 전역 렉시컬 환경이 스코프 체인의 종점에 존재한다는 것을 의미한다.

3️⃣ 전역코드 실행
변수 할당문, 함수 호출문 실행 전에 식별자여부를 확인하여야 한다.
선언되지 않은 식별자는 참조할 수 없고, 그럼 할당이나 호출도 할 수 없기때문이다. 추가적으로 참고할 사항은 식별자는 13장에서 다뤘던 스코프가 다르면 같은 이름을 가질 수 있다.
동일한 이름의 식별자가 다른 스코프에 존재할 수도 있다는 것이다.
그래서 어떤 스코프의 식별자를 참조할 것인지 결정을 해야하는데, 이것을 식별자 결정이라고 한다.

식별자 결정을 하기위해서는 검색을 먼저해야하는데 이 때 실행 중인 실행 컨텍스트(최상위)에서 검색을 시작한다.

  • 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 검색결과가 없다고 한다면 상위 스코프로 이동하여 검색을 진행한다. ⇒ 스코프 체인의 동작원리
  • 상위 스코프에서도 검색을 하지 못한 경우에는 참조 에러(Reference Error)가 발생한다.

예시코드와 함께 코드 평가과정정리

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) // 42
  }
  
 bar(10)
  
}

foo(20) // foo함수 호출 시-작!

위 예시를 기준(foo함수 호출 시-작!)으로 전체적인 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

  • 먼저 전역 코드의 실행을 멈추고 foo 함수 내부 코드로 포커스가 이동한다.
  • foo 함수 내부 코드의 평가가 아래의 순서로 시작된다.
    • 함수 실행 컨텍스트 생성
    • 함수 렉시컬 환경 생성
      • 함수 환경 레코드 생성
      • this 바인딩
      • 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정
  • 런타임시작과 함께foo 함수 코드가 순차적으로 실행되어, 식별작 결정을 위한 검색과정을 거쳐 값이 할당되고 bar 함수가 실행된다. 다음은 foo 함수 코드가 실행된 모습이다.

  • 이제 foo 함수 내부에 위치하여 호출된 bar 함수 내부 코드의 평가가 시작된다. foo 함수 에서 진행했던 평가과정과 동일하게 bar 함수 코드에 대한 평가도 진행되면서 실행 컨텍스트 와 렉시컬 환경이 생성된다.
  • foo 의 과정과 동일하게 런타임이 시작되면 bar 함수 소스코드가 순차적으로 실행된다. 매개변수에 인수가 할당되고 변수할당문이 실행되면서 지역 변수에 값이 할당된다.
  • 마지막으로 bar 함수안에있던 console.log(a+b+x+y+z) 가 실행되어 최종 값이 콘솔창에 찍힌다. 아래 그림은 bar 함수 코드가 실행된 모습이다.

🚨여기서 console.log(a+b+x+y+z) 의 결과와 각 변수에 어떤 값들이 할당됐을까?

var x = 1 // ❌ 더 가까운 렉시컬 환경에서 값을 이미 발견하여 할당완료
const y = 2 // ❌ 더 가까운 렉시컬 환경에서 값을 이미 발견하여 할당완료

function foo(a) {
  var x = 3 // ✅ x 발견!
  const y = 4 // ✅ y 발견!
  
  function bar(b) {
    const z = 5 // ✅ z 발견!
    console.log(a + b + x + y + z) // 현재 실행중인 컨텍스트의 렉시컬 환경에서부터 검색시작
  }
 bar(10) // ✅ b 발견!
}
foo(20) // ✅ a 발견!
  • console.log 가 호출되고나면 더 이상 실행할 코드가 없으므로 bar 함수 코드의 실행은 종료된다. 이렇게 종료(완료) 되었을때가 글의 첫 부분 1. 실행 컨텍스트 스택에서 말했던 것처럼 스택에서 제거(pop) 된다.

✋🏻여기서 잠깐! 스택에서 함수실행 컨텍스트가 제거되면 렉시컬 환경도 바로 사라질까?
"No!"
렉시컬 환경은 실행 컨텍스트에 의해 참조만 될뿐 독립적인 객체이다.
객체를 포함하여 모든 값은 나를 참조해주는 곳이 없을 때가 되어서야 가비지 컬렉터에 의해 메모리공간 확보가 해제되면서 스르륵 먼지처럼 사라진다.

  • bar 함수가 종료되어 스택에서 사라지면 다음 순서는 foo 함수가 된다. foo 함수에서도 실행할 코드가 없으므로 종료되고, 스택에서 제거(pop) 된다.
  • foo 함수까지 종료되고나면 더 이상 실행할 코드가 남아있지 않으므로 전역 코드의 실행이 종료되고 실행 컨텍스트도 스택에서 pop! pop! 되어 아무것도 남아있지 않으며 끝난다. The End

블록 레벨 스코프

렉시컬 환경생성 내용에서 살짝 살펴봤듯이 var 키워드로 선언한 변수는 오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정한다. 이 부분 [15장. let, const 키워드와 블록 레벨 스코프]에서 자세하게 살펴볼 예정이다

그에비해 let, const키워드로 선언한 변수는 모든 코드 블록(함수, if문, for문, while문, try/catch문 등)을 지역 스코프로 인정하는데 이를 "블록 레벨 스코프" 라고 한다.

코드 블록 실행이 종료되면 코드 블록이 실행되기 이전의 렉시컬 환경으로 되돌아간다.

이 부분이 개념관련해서는 24장에서 다루는 클로저와 연관되어 24장에서 자세하게 살펴보자!

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