실행 컨택스트 (0)

실행 컨택스트(execution context)는 자바스크립트의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념입니다.

 

실행 컨텍스트를 바르게 이해하면,

• 자바스크립트가 스코프를 기반으로 식별자와 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 방식
• 호이스팅이 발생하는 이유
• 클로저의 동작 방식
• 태스크 큐와 함꼐 동작하는 이벤트 핸들러와 비동기 처리의 동작 방식

을 이해할 수 있습니다.

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소스코드의 타입

ECMAScript 사양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분합니다. 각각의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성합니다.

• 전역 코드(global code): 전역에 존재하는 소스코드. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함 x
• 함수 코드(function code): 함수 내부에 존재하는 소스코드, 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함 x
• eval 코드(eval code): 빌트인 전역 함수인 eval g함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드
• 모듈 코드(module code): 모듈 내부에 존재하는 소스코드. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함 x

이렇게 소스 코드(실행 가능한 코드)를 4가지 타입으로 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문입니다.

 

1. 전역 코드

전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 취상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 합니다. 그리고 var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결되어야 합니다. 이를 위해 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성됩니다.

2. 함수 코드

함수 코드는 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야 합니다. 그리고 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 합니다. 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성됩니다.

3. eval 코드

eval 코드는 strict mode(엄격 모드)에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성합니다. 이를 위해 eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성됩니다.

4. 모듈 코드

모듈 코드는 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성합니다. 이를 위해 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성됩니다.

 

즉, 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정, "평가"와 "실행"으로 나누어 처리합니다.

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소스코드의 평가와 실행

소스코드의 평가

• 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 등록합니다.(선언문의 문(statements)이란?)

소스코드의 실행

• 소스코드 평가 과정이 끝나면 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작합니다. 
• 이때, 소스코드 실행에 필요한 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해서 취득합니다.

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실행 컨텍스트의 역할

이번엔 간단한 예시로 자바스크립트 엔진이 어떻게 코드를 실행하는지 살펴봅시다.

// 전역 변수 선언
const x = 1;
const y = 2;

// 함수 정의
function foo(a) {
  // 지역 변수 선언
  const x = 10;
  const y = 20;
  
  // 메서드 호출
  console.log(a + x + y); // 130
}

// 함수 호출
foo(100);

// 메서드 호출
console.log(x + y); 3

1. 전역 코드 평가
   자바스크립트 엔진은 코드를 평가와 실행으로 나누어 처리합니다. 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행합니다. 따라서 여기서는 전역 변수로 선언된 x, y와 함수 foo가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록됩니다.
2. 전역 코드 실행
   평가가 끝나면 런타임이 시작되고 전역 코드가 순차적으로 실행됩니다. 이때 전역 변수에 값이 할당(x에는 1, y에는 2)되고 함수가 호출(foo(100)로 함수 foo 호출)됩니다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입합니다.
3. 함수 코드 평가
   전역 코드 실행 도중 foo 함수가 호출되어 함수 내부의 문(statements)들을 실행하기에 앞서 평가 과정을 거쳐야 합니다. 이때 매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 함수 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록됩니다. 또한 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정됩니다.
4. 함수 코드 실행
   평가가 끝나면 런타임이 시작되고 코드가 순차적으로 실행됩니다. 각 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드가 호출됩니다.
   
   console.log 메서드를 호출하기 위해 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색합니다. 이를 위해 함수 코드의 지역 스코프는 상위 스코프인 전역 스코프와 연결되어야 합니다. 하지만 console 식별자는 스코프체인에 등록되어 있지 않고 전역 객체에 프로퍼티로 존재합니다. 이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미합니다.
   
   다음은 log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색하고, console.log에 전달된 표현식 a + x + y가 평가됩니다. a, x, y 식별자는 스코프 체인을 통해 검색합니다. console.log 메서드의 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속합니다.

이처럼 코드가 실행되려면 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 관리가 필요합니다.

• 선언에 의해 생성된 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)을 스코프를 구분하여 등록하고 상태변화(식별자에 바인딩된 값의 변화)를 지속적으로 관리할 수 있어야 함.
• 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성해야 함. 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하여 식별자를 검색할 수 있도록.
• 현재 실행 중인 코드의 실행순서를 변경(전역 코드 실행 -> 함수 코드 실행)할 수 있어야 함.

그리고 이 모든 것을 관리하는 것이 실행 컨텍스트입니다. 실행 컨텍스트가 위의 task를 어떻게 관리하는지는 다른 글에 정리하겠습니다.

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출처

https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=16710547 

모던 자바스크립트 Deep Dive