[JS] 실행 컨텍스트, 렉시컬 환경

실행 컨텍스트(Execution Context)

실행할 코드에 제공할 환경 정보들을 모아놓은 객체를 말한다. 

 

소스코드의 타입

먼저, ECMAScript 상양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분한다. 

각각은 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르다. 

 

1. 전역 코드 -> 전역 실행 컨텍스트
   • 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성한다. 
   • var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체 프로퍼티 / 메서드로 바인딩, 참조하도록 한다.
2. 함수 코드 -> 함수 실행 컨텍스트
   • 지역 스코프를 생성한다.
   • 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 한다.
   • 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
3. eval 코드 -> eval 실행 컨텍스트
   
   • strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다.
4. 모듈 코드 -> 모듈 실행 컨텍스트 
   • 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다. 

 

 

모든 소스코드는 "소스 코드 평가" 와 "소스코드 실행"으로 나누어, 실행 이전의 평가 및 준비를 한다.

 

 

 

1. 평가

소스 코드 평가 과정에서 실행 컨텍스트를 생성하고, 변수, 함수 등 선언문을 먼저 실행해서 식별자, 변수를 key로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록한다. 

(변수를 선언하는 과정, 변수 호이스팅, var로 선언시 처음에 undefined, let/const로 선언 시의 발생하는 TDZ 현상도 이 때문이다.
하지만 함수는 생성된 함수 객체를 즉시 할당하기 때문에 함수 선언문으로 정의한 함수는 선언문 이전에 호출할 수 있다.)

 

2. 실행

평가 과정이 끝나면 선언문을 제외하고 소스코드가 순차적으로 실행된다. 이때 소스코드 실행에 필요한 정보, 즉 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트에서 관리하는 스코프에서 찾아낸다. 변수의 값과 같은 변경 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.

(변수가 선언되어있는지 실행 컨텍스트에서 확인하고 값을 할당해준다.)

 

 

실행 컨텍스트는 소스 코드 실행을 위하여 아래와 같은 식별자 등록과 관리, 스코프와 코드 실행 순서 관리 등을 구현한 내부 매커니즘이다.

• 선언에 의해 생성된 모든 식별자를 스코프로 구분하여 등록하고, 식별자에 바인딩 된 값, 즉 상태 변화를 지속적으로 관리한다.
• 스코프가 중첩 관계로 연결되어 스코프 체인을 형성하도록 해준다. 이를 통해 하위 스코프가 종료되면 상위 스코프로 이동할 수 있게 된다.
• 함수 호출에 의한 변경 등, 실행 중인 현재 코드의 실행 순서를 변경할 수 있으며, 다시 원래 코드로 되돌아갈 수 있어야 한다.

 

이때, 

식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리한다.

코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.

 

 

실행 컨텍스트 스택

생성된 실행 컨텍스트는 각각을 스택 자료구조로 관리되어, 코드의 환경과 순서를 보장하는 구조이다.

소스코드가 평가되면 실행 컨텍스트가 생성되고, 실행 컨텍스트 스택의 최상위에 쌓인다. 

실행 컨텍스트 스택의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 항상 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트로, running excution context라고 한다.

 

렉시컬 환경(Lexical Environment)

실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리한다면, 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.

식별자와 식별자에 바인딩 된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로, 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트이다.

렉시컬 환경은 key와 value값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 key로, 식별자에 바인딩 된 값을 value로 관리한다. 

 

렉시컬 환경은 다음과 같이 두 개의 컴포넌트로 구성된다. 

 

 

 

실행 컨텍스트 생성 과정

 

전역 코드 평가 & 실행

1. 전역 실행 컨텍스트 생성
2. 전역 렉시컬 환경 생성
   1. 전역 환경 레코드 생성
      1. 객체 환경 레코드 생성
      2. 선언적 환경 레코드 생성
   2. this 바인딩
   3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

 

y는 실행 이전 평가 단계에서 uninitialization 상태이고,

x는 실행 이전 평가 단계에서 undefined 값이 바인딩 되어 있다.

 

실행 단계에서 식별자를 참조하기 위해 식별자를 찾는 식별자 결정 단계에서는 먼저 실행 중인 실행 컨텍스트 컨텍스트에서 식별자를 검색하기 시작한다. 만약 실행 중인 실행 컨텍스트에서 식별자를 검색할 수 업스면 외부 렉시컬 환경에 대한 참조가 가르키는 렉시컬 환경, 즉 상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색한다.

 

 

함수 코드 평가 & 실행

 

1. 함수 실행 컨텍스트 생성
2. 함수 렉시컬 환경 생성
   1. 함수 환경 레코드 생성
   2. this 바인딩
   3. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 결정

 

 

 

함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부 슬롯에 this가 바인딩 되는데, [[ThisValue]] 내부 슬롯에 바인딩 될 객체는 함수 호출 방식에 따라 결정된다. foo 함수는 일반 함수로 호출되었으므로 this는 전역 객체가 바인딩 된다. foo 내부에서 this를 참조하면 함수 환경 레코드의 [[ThisValue]] 내부슬롯에 바인딩되어 있는 객체가 반환되게 된다.

 

또한 함수를 어디서 호출했는지가 아닌, 어디에 정의했는지에 따라 상위 스코프를 결정한다. 

함수 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경, 즉 함수의 상위 스코프를 함수 객체의 내부 슬롯 [[Environment]] 에 저장한다. 즉 [[Environment]]에 저장된 참조를 통해 함수 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경인, 즉 함수의 상위 스코프에 대한 참조가 가능하게 된다. (이는 클로저를 이해하는 단서가 되니 기억해두자.) 이를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.