실행 컨텍스트

실행 컨텍스트에 대한 목차를 정하고 정리

  • 실행 컨텍스트(Execution Context)

    • 자바스크립트의 동작원리를 담고 있는 핵심원리이다.

    • 실행 코드가 수행될 수 있도 구성된 환경을 의미한다.

    • 즉 자바스크립트 런타임에서 엔진이 만들어주는 런타임 유효 범위라고 할 수 있다.

  • 실행 코드

    • 다음 세 종류로 나뉘어 초기화 과정이 이루 진다.

      • 글로벌 코드 : 코드 전역에서 수행되는 코드

      • eval 코드 : eval 함수로 수행되는 코드

      • function 코드 : 함수 내에 존재하는 코드

    • 이와 같이 실행에 필요한 정보를 형상화하고 구분하기 위해 자바스크립트 엔진은 실행 컨텍스트를 물리적 객체의 형태로 관리한다.

    • 자바스크립트 엔진이 코드를 실행하려면 다음과 같은 정보를 실행 컨텍스트에서 물리적인 객체 형태로 관리가 되어야한다.

      • 변수 : 전역변수, 지역변수, 매개변수, 객체의 프로퍼티

      • 함수 선언

      • 변수의 유효범위(Scope)

      • this

    • 물리적인 형태는 크게 다음과 같다.

      • Value Object : 변수, 함수 선언문, 아규먼트

      • Scope Chain : Variable Object 와 모든 부모의 스코프

      • this : 컨텍스트 오브젝트

    • 이러한 실행 코드를 하나씩 접근할떄 자바스크립트는 실행 컨텍스트를 생성한다.

      • FunctionDeclaration, WithStatement, TryStatement 의 Catch 절과 같은 몇가지 특정한 구문 구조와 연관되어 있다.

  • 실행 컨텍스트의 구조

    • Lexical Environment, Variable Environment 는 Lexical Environment 타입을 가지고 ThisBinding 은 object 타입을 가진다.

    • Variable Environment 도 Lexical Environment 인데 어째서 나뉜건가?

    • Lexical Environment :

      코드의 정적인 렉시컬 중첩 구조를 기반으로 하는 함수, 변수 등을 열거한다. 스코프 내부의 식별자들이 어떻게 바인딩 되어있는지 기록하는 역활을 한다. 외부 렉시컬 환경을 참조하는 구조를 취한다. 논리적으로 중첩되는 구조를 모델링 하기 위함이다. 가령 함수 선언문 중첩됬을 경우 현재 실행한 것에 대한 렉시컬 환경을 가질 수 있다. 렉시컬 환경은 자바스크립트 엔진이 실행 컨텍스트를 어떻게 생성하는가에 대한 정의라고 할 수있다. 또한 직접적인 제어는 불가능하다.

      • Environment Record

        • 추상 클래스라고 생각하면 된다.

        • 크게 두가지 구체적인 서브클래스로 나뉠 수 있다.

          • Object Environment Record : 객체 환경 레코드

            • 해당되는 컨텍스트 바인딩 하는 역활만 한다.

                ObjectEnvironmentRecord = {
        bindObject: [object]
    }

          • Declarative environment Record (선언적 환경 레코드)

            • ES3에서는 없었으나 ES5 부터 생겼다고 한다.

            • 정확한건 아니나 성능상이나 자바스크립트의 메커니즘상 더 부합해서 일까라는 자료를 봤다.

            • 선언적 환경 레코드는 ECMAScript 언어 구문 앨리먼트의 효과를 정의하는데 사용되는데, 그 언어 구문 앨리먼트들이란 FunctionDeclarations, VariableDeclarations, Catch 이 있다. 이들은 식별자 바인딩을 ECMAScript 언어 값과 직접 연관 시킨다.

            • 다음의 코드와 같이 와 Object 안에 실제 값들이 저장되어 있는 형태를 취한다.

                DeclarativeEnvironmentRecord = {
        a: 33,
        b: 'Hello World'
    }

        • 환경 레코드는 위 설명과 같이 목적에 의해 두개로 나뉘어진 (구채적인)서브 클래스로 이루어진 추상 클래스다.

        • 콘크리드 구조의 추상 메서드는 별도로 조사하진 않고 종류만 알아두고 넘어간다.

          • HasBinding(N)

          • CreateMutableBinding(N, D)

          • SetMutableBinding(N,V, S)

          • GetBindingValue(N,S)

          • DeleteBinding(N)

          • ImplicitThisValue()

      • Outer Environment Reference

        • 현재 Context 를 기준으로 외부 Context 를 참조하는 공간이다. 만약 유효범위가 중첩되어 있을 때 상위 유효범위를 참조할 수 있어야 하는데 상위 유효범위를 참조하기 위해서 존재하는 property 이다.

        • 그렇기 때문에 record 가 아닌 reference 라는 이름이 붙여졌다.

    • Variable Environment : 실행 컨텍스트 내에서 렉시컬 환경의 일부일 뿐이며 본질적으로 현재 컨텍스트 내에서 선언 된 변수와 함수이다.

    • This Binding

      • 현재 실행중인 컨텍스트의 This 를 가르킨다.

  • 전역 코드의 실행

    • Global Code 를 살펴보면 다음과 같다.

          Global Execution Context {
        LexicalEnvironment: GlobalEnv,
        VariableLexicalEnvironment: GlobalEnv,
        ThisBinding: window
    }

    • 전역 실행 컨텍스트의 Lexical Environment 와 VariableLexical Environment 는 같은 GlobaleEnv 를 참조하고 있다.

    • This Binding 은 window 를 참조하고 있는데 브라우저의 전역 객체가 Window 이기 때문이다.

    • 만약 브라우저가 아닌 다른 환경(Node.js)일 경우에는 Global 같은 객체가 들어갈 것이다.

    • 전역 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경이 참조하는 GlobalEnv 는 다음과 같다.

      GlobalEnv {
  ObjectLexicalRecord: {
    ObjectBinding: Window,
  },
  OuterEnvironmentReference: null,
}

    • 위와 같이 되어 있는데 객체 렉시컬 환경의 ObjectBinding 프로퍼티가 Window 를 보고있는데 GlobalEC의 ThisBinding도 Window를 보고 있다.

    • ObjectBinding 에 미리 Window 를 넣어놓고 그 후에 Object Lexical Record 에 넣어주는 형태이다.

    • 전역에서 변수를 선언했을때 전역객체의 프로퍼티에서 변수를 찾는 일이 불가능하다.

    • Global Code 와 Function Code 를 나눠서 EC를 생성하는 이유중에 하나가 될 수 있을 것같다.

    • 전역에서 변수를 선언하면 그 변수는 글로벌 환경의 객체 렉시컬 환경 내부에 있는 ObjectBinding 에서 찾게되고

    • ThisBinding 역시 Window 를 바라보고 있기때문에 전역에서 선언한 변수가 Global Object 의 프로퍼티로 찾을 수 있게 되는 것이다.

    • Outer Environment Reference 는 Global 이므로 상위 EC가 없다. 그래서 null이 들어간다.

  • 함수 코드의 실행

    • 함수 코드의 실행 컨텍스트가 만들어 질때는 실행 컨텍스트 스택에 전역 실행 컨텍스트가 생성되어 있다.

          function sum(x, y) {
        var result = x + y;
        var etc = function() {
            console.log('good');
        }
    
        function msg() {
            return result;
        }
    }
    sum(10, 20);

    • 자바스크립트 엔진이 sum(10, 20)을 만나면 함수에 대한 EC를 생성하게 된다.

    • 우선적으로 this 를 찾아서 바인딩 해주게 되는데 엔진이 this 를 바인딩하는 메커니즘은 함수 실행시에 좌항을 보는 것이다.

    • 만약 저 함수가 메서드로 실행된다면 메서드를 가지고 있는 객체가 this 에 바인딩 될 것이고 new 를 붙여서 실행한다면 해당 함수 자체가 this가 될 것이다.

    • 위 코드에서는 좌항에 아무것도 없기 때문에 저 EC의 ThisBInding 은 null 이 될 것이다.

    • EC의 ThisBinding 이 null 일 경우에는 Global EC를 참조하게 된다.

    • 브라우저에서는 Window 가 될 것이다.

    • 단, “use strict” 모드에서는 Global EC가 아닌 null 이 그대로 들어가게 된다.

    • sum 의 렉시컬 환경은

        {
    DeclarativeEnvironmentRecord: { },
    OuterEnvironmentReference: null
  }

    • 위와 같이 구성되는데 첫번째로 파라미터로 들어오는 x와 y가 저 곳에 들어가게 된다.

          {
        DeclarativeEnvironmentRecord: {
            x: 10,
            y: 20
        },
        OuterEnvironmentReference: null
    }

    • 와 같은 형태가 될 것이고 그 다음으로는 함수 내부에 선언된 것들을 가져오는데, 처음으로는 함수선언을 먼저 가져온다.

          {
        DeclarativeEnvironmentRecord: {
            x: 10,
            y: 20,
            msg: Function Reference
        },
        OuterEnvironmentReference: null
    }

    • 그리고 함수 내부에서 사용할 수 있는 arguments 를 세팅한다.

      {
    DeclarativeEnvironmentRecord: {
        x: 10,
        y: 20,
        msg: Function Reference,
        arguments: Arguments Object,
    },
    OuterEnvironmentReference: null,
};

    • 그리고 선언된 변수들을 가져오게 된다. 함수 내부에서 사용할 수 있는 arguments 를 세팅한다.

      {
    DeclarativeEnvironmentRecord: {
        x: 10,
        y: 20,
        msg: Function Reference,
        arguments: Arguments Object,
        result: undefined,
        etc: undefined,
    },
    OuterEnvironmentReference: null,
}

    • 이렇게 되는데 undefined 이고 msg 는 Function Reference 를 참조하는 이유는 함수 선언식과 함수 표현식에 대한 차이이다.

    • sum 의 EC의 LE의 DeclarativeEnvironmentRecord 의 세팅이 완료 되었는데 이게 바로 호이스팅의 실체이기 때문이다.

    • 런타임에서 실제적인 실행 전에 EC를 구성하는 단계에서 이런식으로 호이스팅이 일어나며 함수가 실행된다.

    • 이제 OuterEnvironmentReference 를 세팅해준다.

    • OuterEnvironmentReference 는 스팩을 보면 가까운 상위 EC를 참조한다고 되어있는데 현재의 경우에서는 상위 EC가 Global EC 이다.

          {
        DeclarativeEnvironmentRecord: {
            x: 10,
            y: 20,
            msg: Function Reference,
            arguments: Arguments Object,
            result: undefined,
            etc: undefined,
        },
        OuterEnvironmentReference: GloabalEC,
    }

      • var result = x + y;를 만나서 계산한 후에 result 가 갱신된다.

        {
    DeclarativeEnvironmentRecord: {
        x: 10,
        y: 20,
        msg: Function Reference,
        arguments: Arguments Object,
        result: 30,
        etc: undefined,
    },
    OuterEnvironmentReference: GloabalEC,
}

      • var etc에 선언된 함수를 접근하여 다음과 같이 채워진다.

            {
        DeclarativeEnvironmentRecord: {
          x: 10,
          y: 20,
          msg: Function Reference,
          arguments: Arguments Object,
          result: 30,
          etc: Function Reference,
        },
        OuterEnvironmentReference: GloabalEC,
    }

      • 함수를 실행할때 EC가 생성되는 과정을 보았다.

      • 만약 이제 상위 EC에 있는 값을 사용하려 할때는 어떻게 하는가 ? 에 대해 궁금해 할 수있는데 이때 사용되는것이 OuterEnvironmentReference 이다.

      • 이때 저 곳에 참조된 값을 사용하여서 상위 Scope로 찾아올라가게 된다.

      • 이 과정이 바로 Scope Chain 이다.

  • 스코프 체인(Scope Chain)

    • 스코프 체인은 일종의 리스트로서 전역 객체와 중첩된 함수의 스코프의 레퍼런스를 차례로 저장하고 있다.

    • 스코프 체인은 해당 전역 또는 함수가 참조할 수 있는 변수, 함수 선언 등의 정보를 담고 있는 전역 객체(Global Object) 또는 활성 객체(Active Object)의 리스트를 가리킨다.

    • 현재 실행 컨텍스트의 활성 객체를 선두로 하여 순차적으로 상위 컨텍스트의 활성 객체를 가리키며 마지막 리스트는 전역 객체를 가리킨다.

    • 최상위 스코프는 null 이다. 최상위니까 더이상 갈 곳이 없으니까.

    • 엔진은 스코프 체인을 통해 렉시컬 스코프를 파악한다. 함수가 중첩 상태일 때 하위함수 내에서 상위함수의 스코프와 전역 스코프까지 참조할 수 있는데 이것는 스코프 체인을 검색을 통해 가능하다.

    • 함수가 중첩되어 있으면 중첩될 때마다 부모 함수의 스코프가 자식 함수의 스코프 체인에 포함된다.

    • 함수 실행중에 변수를 만나면 그 변수를 우선 현재 스코프에 해당되는 활성 객체에서 검색해보고, 만약 검색에 실패하면 스코프 체인에 담겨진 순서대로 그 검색을 이어가게 되는 것이다.

    • 예를 들어 함수 내의 코드에서 변수를 참조하면 엔진은 스코프 체인의 첫번째 리스트가 가리키는 AO에 접근하여 변수를 검색한다.

    • 만일 검색에 실패하면 다음 리스트가 가리키는 활성 객체를 타고 흐르다 최종적으로 전역 객체를 검색한다.

    • 이와 같이 순차적으로 스코프 체인에서 변수를 검색하는데 결국 검색에 실패하면 정의되지 않은 변수에 접근하는 것으로 판단하여 Reference 에러를 발생시킨다.

    • 스코프 체인은 함수의 감추인 프로퍼티인 "[[Scope]]"로 참조할 수 있다.

  • 참고 자료

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