❓ 실행 컨텍스트란
- JS가 스코프 기반으로 식별자와 식별자 사이에 바인딩된 값을 관리하는 방식 / 호이스팅이 발생하는 이유 / 클로저의 동작 방식 / 태스크 큐와 함께 동작하는 이벤트 핸들러와 비동기 처리의 동작 방식을 이해하기 위해 필요한 개념이다.
1. 전역 코드
- 전역 변수를 관리하기 위해 전역 스코프를 생성해야 한다.
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- var 키워드로 선언된 전역 변수와 2) 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해서, 전역 객체와 연결되어야한다.
// var로 선언된 전역 변수
var globalVar = "Hello";
// 함수 선언문으로 정의된 전역 함수
function globalFunction() {
return "This is a global function";
}
// 브라우저 환경에서 전역 객체는 `window`
console.log(window.globalVar); // "Hello"
console.log(window.globalFunction()); // "This is a global function"
// Node.js 환경에서는 `global`이 전역 객체
console.log(global.globalVar); // "Hello"
console.log(global.globalFunction()); // "This is a global function"
// 하지만 let, const는 전역 객체의 프로퍼티로 등록되지 않음
let globalLet = "Hi";
const globalConst = "World";
console.log(window.globalLet); // undefined
console.log(window.globalConst); // undefined- 전역 코드가 평가되면, 전역 실행 컨텍스트가 생성됨.
2. 함수 코드
- 지역 스코프를 생성하고 지역변수,매개변수,arguments 객체를 관리함.
- 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 함.
- 함수코드가 실행되면, 함수 실행 컨텍스트가 실행됨.
3. eval 코드
- strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성함.
- eval 코드가 실행되면, eval 실행 컨텍스트가 생성됨.
4. 모듈 코드
- 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성함.
- 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성됨.
- JS 엔진은 소스코드를 2개의 과정을 나눠서 처리한다. 👉 1) 소스코드의 평가 2) 소스코드의 실행
- 소스코드의 평가 과정
- 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수의 선언문 실행하여 생성 ➡️ 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록
- 소스코드의 실행 과정 (런타임)
- 소스코드 실행에 필요한 정보(변수나 함수의 참조)를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 검색해서 취득 ➡️ 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록
예제)
var x;
x = 1;
=> 이때, 변수에 값을 할당하기 전 x 변수가 선언되었는지 확인 필요
1. 전역 코드 평가
- 선언문만 먼저 실행
- 전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록됨. (var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.)
2. 전역 코드 실행
- 런타임이 시작되어 전역코드가 순차적으로 실행됨. 이때, 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출됨.
- 함수 호출시, 순차적으로 실행되고 있던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입함.
3. 함수 코드 평가
- 매개 변수, 지역 변수 선언문 실행 ==> 지역 스코프에 등록
4. 함수 코드 실행
- 함수 코드 순차적으로 실행
- 매개변수와 지역 변수에 값 할당됨 -> console.log 메서드 호출
- console.log 메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색한다. console 식별자는 스코프 체인에 등록되어 있지 않고 전역 객체에 프로퍼티로 존재한다. 이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야한다.
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코드 실행하기 위해서는 스코프, 식별자, 코드 실행 순서 등의 관리가 필요하다. 아래의 역할을 수행하는 것이 실행 컨텍스트이다.
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실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.(내부 메커니즘)
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식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리
- 선언에 의해 생성된 모든 식별자(변수, 함수, 클래스)를 스코프를로 구분. 상태 변화(식별자에 바인딩된 값의 변화)를 지속적으로 관리함.
- 스코프는 중첩 관계에 의해 스코프 체인을 형성함. 즉, 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자를 검색 가능함.
- 현재 실행중인 코드의 실행 순서를 변경하며 롤백도 가능함.
const x = 1;
function foo() {
const y = 2;
function bar() {
const z = 3;
console.log(x + y + z);
}
bar();
}
foo(); // 6- 전역 코드 평가 시, 전역 실행 컨텍스트 생성 함수 호출 시, 함수 코드 평가를 위해 함수 실행 컨텍스트 생성
- 실행 컨텍스트는 스택 자료 구조로 관리됨.
코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에서 추가되거나 제거됨.
최상위의 실행 컨텍스트는 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트 == 실행 중인 실행 컨텍스트
1. 전역 코드의 평가와 실행 2. foo 함수 코드의 평가와 실행 3. bar 함수 코드의 평가와 실행 4. foo 함수 코드로 복귀 5. 전역 코드로 복귀
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렉시컬 환경 == 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트
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실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리하면, 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리함.
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렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리함. 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할이다. 👉 렉시컬 환경은 변수와 함수의 유효 범위를 정의하는 구조로 변수의 접근 범위는 코드가 실행되는 위치에 따라 결정됨. (정적 스코프 or 렉시컬 스코프)
- 렉시컬 환경은 "변수가 어디서 선언되었는지"에 따라 그 유효 범위가 결정됨.
- 함수가 호출될 때가 아니라, 선언될 때의 환경(스코프 체인)에 따라 변수에 접근 가능.
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렉시컬 환경은 2개의 컴포넌트로 구성됨:
- 환경 레코드
- 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소
- 소스코드의 타입에 따라 관리하는 내용에 차이가 있음
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조
- 상위 스코프를 가리킨다. (상위 스코프란? 외부 렉시컬 환경인 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경)
- 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현함.
- 전역 코드가 평가되기 이전에 생성됨
- 빌트인 전역 프로퍼티와 빌트인 전역 함수, 그리고 표준 빌트인 객체가 추가되며, 동작 환경(클라이언트 사이드 또는 서버 사이드)에 따라 클라이언트 사이드 Web API(DOM,BOM,XMLHttpRequest,fetch,SVG,Web Storage,Web Component 등등)또는 특정 환경을 위한 호스트 객체를 포함한다.
- 전역 객체도 Object.prototype을 상속받음. 즉, 전역 객체도 프로토타입 체인의 일원임.
- 소스코드가 로드되면 자바스크립트 엔진은 전역 코드를 평가한다.
- 전역 코드 평가는 다음과 같은 순서로 진행된다.
위 과정을 거쳐 생성된 foo 함수 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경은 다음과 같다.
이제 런타임이 시작되어 foo 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 매개변수에 인수가 할당되
고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수 x, y에 값이 할당된다. 그리고 함수 bar가 호출된다.
이때 식별자 결정을 위해 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색하기 시작한다.
현재 실행 중인 실행 컨텍스트는 foo 함수 실행 컨텍스트이므로 foo 함수 렉시컬 환경에서 식별자 x, y를 검색하기 시작한다. 만약 실행 중인 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경에서 식별자를 검색할 수 없으면 외부 렉시컬 환경에 대한 참조가 가리키는 렉시컬 환경으로 이동하여 식별자를 검색한다.
foo 함수 코드 평가를 통해 foo 함수 실행 컨텍스트가 생성되었고 foo
함수 코드를 실행하고 있다. 현재 진행 상황은 bar 함수를 호출하기 직전이다.
bar 함수가 호출되면 bar 함수 내부로 코드의 제어권이 이동한다. 그리고 bar 함수 코드를 평가하기 시작한
다. 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경의 생성 과정은 foo 함수 코드 평가와 동일하다. 생성된 bar 함수 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경은 다음과 같다.
- 이제 런타임이 시작되어 bar 함수의 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다.
매개변수에 인수가 할당되고, 변수 할당문이 실행되어 지역 변수 z에 값이 할당된다.
그리고 console.log(a + b + x + y + z);가 실행된다
console.log메서드가 호출되고 종료하면 더는 실행할 코드가 없으므로 bar 함수 코드의 실행이 종료된다. 이때 실행 컨텍스트 스택에서 bar 함수 실행 컨텍스트가 팝되어 제거되고 foo 실행 컨텍스트가 실행 중인 실 행 컨텍스트가 된다.- bar 함수 실행 컨텍스트가 소멸되었다 하더라도 만약 bar 함수 렉시컬 환경을 누군가 참조하고 있다면 bar 함수 렉시컬 환경은 소멸하지 않는다.
- bar 함수가 종료하면 더 이상 실행할 코드가 없으므로 foo 함수 코드의 실행이 종료된다.
이때 실행 컨텍스트 스택에서 foo 함수 실행 컨텍스트가 팝되어 제거되고 전역 실행 컨텍스트가 실행 중인 실행 컨텍스트가 된다.
- foo 함수가 종료되면 더는 실행할 전역 코드가 없으므로 전역 코드의 실행이 종료되고 전역 실행 컨텍스트도 실행 컨텍스트 스택에서 팝되어 실행 컨텍스트 스택에는 아무것도 남아있지 않게 된다.
- var 키워드로 선언한 변수는 오로지 함수의 코드 블록만 지역 스코프로 인정하는 함수 레벨 스코프를 따른다. 하지만 let, const 키워드로 선언한 변수는 모든 코드 블록(
함수, if 문, for 문, while 문, try/catch 문등)을 지역 스코프로 인정하는 블록 레벨 스코프를 따른다. - if 문의 코드 블록 내에서 let 키워드로 변수가 선언되었다. 따라서 if 문의 코드 블록이 실행되면 if 문의 코드 블록을 위한 블록 레벨 스코프를 생성해야 한다. 이를 위해 선언적 환경 레코드를 갖는 렉시컬 환경을 새롭게 생성하여 기존의 전역 렉시컬 환경을 교체한다.
- 이때 새롭게 생성된 if 문의 코드 블록을 위한 렉시컬 환경의 외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 if 문이 실행되기 이전의 전역 렉시컬 환경을 가리킨다.