● 실행컨텍스트(execution context)
- 실행컨텍스트는 자바스크립트의 동작 원리를 담고 있는 핵심 개념이다. 실행 컨텍스트를 바르게 이해하면, 자바스크립트가 스코프를 기반으로 식별자와 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 방식과 호이스팅이 발생하는 이유, 클로저의 동작 방식, 그리고 태스크 큐와 함께 동작하는 이벤트 핸들러와 비동기 처리의 동작 방식을 이해할 수 있다
● 소스코드의 타입(ECMAScript code)
- 소스코드를 4가지 타입으로 구분하는 이유는 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.
| 전역 코드(global code) | 전역에 존재하는 소스코드를 말한다. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다. |
| 함수 코드(function code) | 함수 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다. |
| eval 코드(eval code) | 빌트인 전역함수인 eval함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드를 말한다. |
| 모듈 코드(module code) | 모듈 내부에 존재하는 소스코드를 말한다. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다. |
1.전역 코드
전역 코드는 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다. 그리고 var키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하여 연결 한다. 이를 위해 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.
2.함수 코드
함수코드는 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments객체를 관리해야 한다. 그리고 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다. 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
3.eval 코드
eval코드는 strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다. 이를 위해 eval코드가 평가되면 eval실행 컨텍스트가 생성된다.
4.모듈 코드
모듈 코드는 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다. 이를 위해 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.
● 건설업체인 자바스크립트 (쉬운이해)
일단••• 자바스크립트가 어떻게 돌아가는지에 대해서 배우고자 하는데, 위에 글들을 보면 바로 진입장벽부터 생긴다.. 일단 외계어라도 포용력을 가지면 이해할 수 있다고.. 눈을 크게 뜨고.. 심호흡을 가다듬고 모질이딥다(모딥다)를 읽어보자. (이해를 못해도 일단 읽어보자 그래도 이해가 안돼면 걍 외우자. 그럼 언젠가 이해가 될 것이다.)
아주 쉽게 이해하기 위해서 아래와 같은 예시를 들었다.
1) 자바스크립트는 건설업체이고, 우리가 자바스크립트에게 건설외주를 위해 견적서를 주었다고 해보자. 즉, 자바스크립트에게 코드라는 견적서를 주었다.
2) 그럼 자바스크립트는 건물을 건설을 하기위해 여러가지 단계를 거쳐야한다. 일단 건물을 짓기 전에, 부지에 나가서 부지 위치들을 확인해봐야한다.
당신은 건설업자로 빙의해야합니다.
빙의하십시오.
당신은 건설업자입니다.
● 소스코드의 평가와 실행
- 모든 소스코드는 실행에 앞서 평과 가정을 거치며 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 다시 말해, 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정, 즉, "소스코드의 평가"와 "소스코드의 실행" 과정으로 나누어 처리한다.
- 소스 평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드에)에 등록한다. 소스코드 평가 과정이 끝나면 비로소 선언문을 제외한 소스코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 즉, 런타임이 시작된다. 이때 소스코드 실행에 필요한 정보, 즉 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해서 취득한다. 그리고 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행 결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록된다.
==> 처음에 읽은 나의 반응 ? 먼 개소리??? 인가 싶었다. 쉽게 건설업체 자바스크립트가 등장한다.
1) 쉽게 말하자면, 소스평가는 자바스크립트 건설업체가 건물을 짓기 전에 필요한 자재들이 무엇인지 확인하러 나온 것이다.
2) 하지만 이 자재들의 이름은 알뿐, 정확한 개수는 알 수 없다.
3) 소스실행 단계에서 이제 자바스크립트는 하나씩 런타임 라인을 읽어가면서 정확한 개수를 알게 된다.
4) 실행단계에서 평가단계에서 등록되어있지 않은 변수들은 할당할 수 없다. 즉, 이전에 내가 종이에 평가단계에서 필요한 자재들을 적었는데, 갑자기 실행단계에 없던 자재를 추가하란다. 근데 그거 안된다. 이거임
이게 즉 쉽게 말해서 이게 소스평가와 소스실행의 과정이라고 볼 수 있다.
아래의 예시를 보면 더 확실히 이해할 수 있다.
예를 들어, 다음과 같은 소스코드가 실행된다고 생각해보자.
var x;
v = 1;자바스크립트 엔진은 위 예제를 2개의 과정으로 나누어 처리한다. 먼저 소스코드 평가 과정에서 변수 선언문 var x;를 먼저 실행한다. 이때 생성된 변수 식별자 x는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록되고 undefined로 초기화된다.
=>즉, 쉽게 말하면 건설업체 자바스크립트가 건설자재인 var x를 확인했다. 그럼 스코프라는 종이에 적고 개수는 모르니 undefined로 적어놓는다.
소스코드 평가 과정이 끝나면 비로소 소스코드 실행 과정이 시작된다. 변수 선언문 var x;는 소스코드 평가 과정에서 이미 실행이 완료되었다. 따라서 소스코드 실행 과정에서는 변수 할당문 x = 1;만 실행된다. 이때 x 변수에 값을 할당하려면 먼저 x 변수가 선언된 변수인지 확인해야 한다.
이를 위해 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 x 변수가 등록되어 있는지 확인한다. 다시 말해, x 변수가 선언된 변수인지 확인한다. 만약 x 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록되어 있다면 x 변수는 선언된 변수, 즉 소스코드 평가 과정에서 선언문이 실행되어 등록된 변수다. x 변수가 선언된 변수라면 값을 할당하고 할당 결과를 실행 컨텍스트에 등록하여 관리한다.
=>즉, 소스코드 실행과정은 스코프라는 종이에 자재를 적어놨는지 확인을 하고, 적혀있었으면 정확한 개수를 입력하는 것이다.
● 실행 컨텍스트의 역할
// 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
- 전역 코드 평가
전역 코드를 실행하기에 앞서 먼저 전역 코드 평가 과정을 거치며 전역 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 소스코드 평가 과정에서는 선언문만 먼저 실행한다. 따라서 전역 코드의 변수 선언문과 함수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 전역 변수와 전역 함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록된다. 이때 var 키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수는 전역 객체의 프로퍼티와 메서드가 된다.
=> 즉, 쉽게말하면 실행 컨텍스트는 전역부지에 나가서 자재들을 확인한다. 자재들은 전역 스코프라는 종이에 리스트를 적는다. 근데, var키워드로 선언된 전역변수와 함수 선언문으로 정의된 전역함수들은 따로 전역객체(window)라는 곳에 적는다는 뜻이다.
- 전역 코드 실행
전역 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이때 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출된다. 함수가 호출되면 순차적으로 실행되던 전역 코드의 실행을 일시 중단하고 코드 실행 순서를 변경하여 함수 내부로 진입한다.
=> 즉, 쉽게말하면 실행 컨텍스트는 전역부지의 건설을 시작한다. 시작하면서 자재들의 개수를 전역 스코프라는 종이에 자세히 적는다. 근데, 갑자기 함수가 호출됐다!! 함수라는 상가가 부지에 들어온댄다;; 쒯, 할일이 등장했다. damn~ 당장 달려간다.
- 함수 코드 평가
함수 호출에 의해 코드 실행 순서가 변경되어 함수 내부로 진입하면 함수 내부의 문들을 실행하기에 앞서 함수 코드 평가 과정을 거치며 함수 코드를 실행하기 위한 준비를 한다. 이때 매개변수와 지역 변수 선언문이 먼저 실행되고, 그 결과 생성된 매개변수와 지역 변수가 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록된다. 또한 함수 내부에서 지역 변수처럼 사용할 수 있는 arguments 객체가 생성되어 지역 스코프에 등록되고 this 바인딩도 결정된다.
=> 즉, 쉽게말하면 전역부지나간거랑 똑같이 상가가 들어오는 부지(=함수내부)에 나가서 자재들을 확인했다. 자재들은 지역스코프라는 종이에 리스틀 적는다.
- 함수 코드 실행
함수 코드 평가 과정이 끝나면 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행되기 시작한다. 이때 매개변수와 지역 변수에 값이 할당되고 console.log 메서드가 호출된다. console.log 메서드를 호출하기 위해 먼저 식별자인 console을 스코프 체인을 통해 검색한다. 이를 위해 함수 코드의 지역 스코프는 상위 스코프인 전역 스코프와 연결되어야 한다. 하지만 console 식별자는 스코프 체인에 등록되어 있지 않고 전역 객체에 프로퍼티로 존재한다. 이는 전역 객체의 프로퍼티가 마치 전역 변수처럼 전역 스코프를 통해 검색 가능해야 한다는 것을 의미한다.
다음은 log 프로퍼티를 console 객체의 프로토타입 체인을 통해 검색한다. 그 후 console.log 메서드에 인수로 전달된 표현식 a + x + y가 평가된다. a, x, y 식별자는 스코프 체인을 통해 검색한다. console.log 메서드의 실행이 종료되면 함수 코드 실행 과정이 종료되고 함수 호출 이전으로 되돌아가 전역 코드 실행을 계속한다.
=> 즉, 쉽게말하면 함수 내부 건설을 시작한다. 그리고 시작하면서 각 자재들의 개수를 정확히 적는다.엇 근데 콘솔로그가 있네;; 얘는 자재리스트에 적힌애가 아닌데? 뭐여? 잘못적힌거여? 일단 여기 부지 리스트에 쓰여있진 않으니까 원래 전역부지로 나가. 그럼 스코프체인을 통해 console을 검색한다. 보니까 얘는 우리가 쓰던 오함마같은 놈이네. 우리회사에서 쓰던 도구여. 근데 얘 전역에 있네(window) 그니까 즉, 전역변수처럼 가져올 수가 있넹.(어떤 부지를 가든 오함마를 쓸수가 있네) 그럼 가져온다. 근데 오함마가 좀 특별하네;; 오함마가 기냥 일반 오함마가 아녀, log라는 나사가 박혀있어. 그럼 뭐 이거 도구로 출력값이 나온디.. 뭐이런식으로 검색을 하면서 a+x+y를 반환해줌. 다 끝나면 함수부지에서 나와 다시 원래 부지로 돌아가서 전역코드 실행을 재개한다.
=>오케이 이런식으로 부지에 있는 자재들(변수)들을 확인하는 구만. 순서가있어 근데 만약에 상가가 600천개잇으면 이거 어느얘부터 자재들을 기록하고 하냐;; 어케 기억함? 그리고 상가들 자재 리스트 다 적으면 다음에 어디부지 자재리스트를 적어야되는겨..??
● 실행 컨텍스트 스택(=콜스택)
이 모든 것을 관리하는 것이 바로 실행 컨텍스트다. 실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역이다.
좀 더 구체적으로 말해, 실행 컨텍스트는 식별자(변수, 함수, 클래스 등의 이름)를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리된다.
식별자와 스코프는 실행 컨텍스트의 렉시컬 환경으로 관리하고 코드 실행 순서는 실행 컨텍스트 스택으로 관리한다.
const x = 1;
function foo() {
const y = 2;
function bar () {
const z = 3;
console.log(x + y + z);
}
bar();
}
foo(); // 6위 예제는 소스코드의 타입으로 분류할 때 전역 코드와 함수 코드로 이루어져 있다. 자바스크립트 엔진은 먼저 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성한다. 그리고 함수가 호출되면 함수 코드를 평가하여 함수 실행 컨텍스트를 생성한다. (여기까진 계속 하던말)
이때 생성된 실행 컨텍스트는 스택 자료구조로 관리된다. 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 부른다.
위 코드를 실행하면 코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에는 다음과 같이 실행 컨텍스트가 추가되고 제거된다.
=> 즉, 코드평가하고 코드실행하는 순서들을 정해주는게, 실행 컨텍스트 스택이란 것이다.
실행 컨텍스트 스택은 선입후출이다. 아래 사진을 보면 이해하기 쉽다.
전역 실행컨텍스트 실행 > 다음 함수가 호출돼서 foo함수 컨텍스트 실행 > 함수가 또 호출돼서 bar함수 실행 컨텍스트 > 끝나서 사라짐 > foo도 끝나서 사라짐 > 전역 실행컨텍스트로 돌아옴 > 끝
=> 쉽게말하면 부지 사전답사 나옴
오호 여기가 전체 부지구만 자재리스트 > 엇 여기 상가들어온댄다 자재리스트 적어라> 옴마나 또다른 상가 있댄다 자재리스트 적어라 > 자재리스트 다적엇다 나가라 > 여기도 다적엇다 나가라 > 여기도 다적엇다 나가라임
근데 상가 들어오는거 6000천개면 어떡함? 그니까 실행컨텍스 스택 있어야되는거임
이런 순서로 가게 되는 것.. 아래 짤을 보면 더 이해하기가 쉽다.
결론 / 자재 리스트(변수및함수)적을 순서 관리해주는 얘 : 실행 컨텍스트 스택이란 것. 어렵지않읍니다.
그래 스택놈아 리스트 적는거 순서 니가 정해준댔지 그럼 리스트 적는 양식 어딨어 상가600천개 있으면 자재리스트들이 어떤게 어떤 부지껀지 어케알아??(=변수들이 누구껀지어케아냐?) 이거 리스트 어케 정리하냐 ..? 리스트 양식같은거있냐??..
● 렉시컬 환경
렉시컬 환경은 식별자와 식별자에 바인딩된 값, 그리고 상위 스코프에 대한 참조를 기록하는 자료구조로 실행 컨텍스트를 구성하는 컴포넌트다. 실행 컨텍스트 스택이 코드의 실행 순서를 관리한다면 렉시컬 환경은 스코프와 식별자를 관리한다.
렉시컬 환경은 키와 값을 갖는 객체 형태의 스코프(전역, 함수, 블록 스코프)를 생성하여 식별자를 키로 등록하고 식별자에 바인딩된 값을 관리한다. 즉, 렉시컬 환경은 스코프를 구분하여 식별자를 등록하고 관리하는 저장소 역할을 하는 렉시컬 스코프의 실체다.
=> 즉, 이 자재들이 누구껀지 기록하고, 이 전체 부지 안에서 위치까지 기록해 주는게 렉시컬 환경이라고 보면된다. 즉, 자재(변수및함수)들 + 이 자재가 쓰이는 곳 적힌 리스트들 정리보관함임
실행 컨텍스트는 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트로 구성된다. 생성 초기의 실행 컨텍스트와 렉시컬 환경을 그림으로 표현하면 다음과 같다.
생성 초기에 LexicalEnvironment 컴포넌트와 VariableEnvironment 컴포넌트는 하나의 동일한 렉시컬 환경을 참조하지만, 이후 몇 가지 상황을 만나면 VariableEnvironment 컴포넌트를 위한 새로운 렉시컬 환경을 생성한다. 이때부터 VariableEnvrionment 컴포넌트와 LexicalEnvironment 컴포넌트는 내용이 달라지는 경우도 있기 때문에, 우리는 그냥 그냥 렉시컬 환경으로 통일해서 이해해보자.
렉시컬 환경은 크게 두가지 컴포넌트로 구성된다.
- 환경 레코드 (= 자재 이름, 값 정리 목록)
스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소다. 환경 레코드는 소스코드의 타입에 따라 관리하는 내용에 차이가 있다. - 외부 렉시컬 환경에 대한 참조 (= 어디부지에 쓰일 자재인지 기록한것)
외부 렉시컬 환경에 대한 참조는 상위 스코프를 가리킨다. 이때 상위 스코프란 외부 렉시컬 환경, 즉 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경을 말한다. 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.
아래 코드를 보면 좀 이해가 된다.
var x = 10;
function foo() {
var y = 20;
console.log(x);
}위와 같은 코드가 있을 때는 아래와 같이 렉시컬 환경이 형성된다.
globalEnvironment = {
environmentRecord = { x: 10 },
outer: null
}
fooEnvironment = {
environmentRecord = { y: 20 },
outer: globalEnvironment
}따라서, foo() 에서 x 를 참조할 때는 현재 환경레코드를 찾아보고 없기 때문에 outer 참조를 사용하여 외부의 렉시컬환경에 속해 있는 환경레코드를 찾아보는 방식이다.
