TIL 65 (실행 컨텍스트)

오늘은 자바스크립트의 동작 원리를 깊이 있게 이해할 수 있는 실행 컨텍스트에 대해 알아보겠습니다.

모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리됩니다.

ECMAScript에서 구분하고 있는 다음 4가지의 소스코드가 실행 컨텍스트를 생성합니다.

여기서 ECMAScript란, Ecma International이 ECMA-262 기술 규격에 따라 정의하고 있는 표준화된 스크립트 프로그래밍 언어를 말하며 자바스크립트를 표준화하기 위해 만들어졌습니다. 출처 위키백과

 

전역 코드 : 전역에 존재하는 소스코드. 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않음=> 전역 스코프 생성

함수 코드 : 함수 내부에 존재하는 소스코드. 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않음 => 지역 스코프 생성. 지역 변수, 매개변수, argumenst 객체 관리

eval 코드 : 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드.

모듈 코드 : 모듈 내부에 존재하는 소스코드. 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않음

 

자바스크립트 엔진은 이러한 소스코드를 '소스코드의 평가'와 '소스코드의 실행' 2개의 과정으로 나누어 처리합니다.

 

소스코드 평가 과정에서는 실행 컨텍스트를 생성하고 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행하여 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록합니다.

 

소스코드 실행 과정에서는 선언문을 제외한 코드들이 순차적으로 실행됩니다. 변수나 참조는 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해서 취득하고, 소스코드의 실행 결과는 스코프에 등록됩니다.

var x;
x = 1;

이러한 코드가 있다면, 먼저 소스코드 평가 과정에서 변수 선언이 먼지 실행되면서 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에 등록이 되고 undefined로 초기화됩니다.

 

이후, 소스코드 실행 과정에서 변수 할당문 x = 1;이 실행되는데, 이 때 실행 컨텍스트를 관리하는 스코프에 x 변수가 선언되어 있는 지 확인하고, x 변수가 선언된 변수라면 값을 할당하고 이를 실행 컨텍스트에 등록하여 관리합니다.

 

실행 컨텍스트의 역할에 대해서 코드를 보면서 조금 더 자세하게 알아보겠습니다.

const x = 1;
const y = 2;

function foo (a) {
  const x = 10;
  const y = 20;
  
  console.log(a + x + y);
}

foo(100); // 130

console.log(x + y); //3

위의 코드는 다음과 같은 순서로 진행됩니다.

첫 번째, 전역 코드의 평가

앞 서 말씀드렸던 것처럼 전역 코드의 평가가 먼저 이루어집니다. 선언문만 먼저 실행되면서 전역 변수 x, y와 foo함수가 실행 컨텍스트가 관리하는 전역 스코프에 등록됩니다. 이 때 생성되는 실행 컨텍스트는 스택에 첫 번째로 쌓이게 됩니다.

 

두 번째, 전역 코드의 실행

전역 코드의 평가가 끝나면 런타임이 시작되어 전역 코드가 순차적으로 실행됩니다. 전역 변수에 값이 할당되고 함수가 호출이 되는데, 이때 순차적으로 실행되는 전역코드는 일시 중단하고 함수 내부로 진입하게 됩니다.

 

세 번째, 함수 코드의 평가(foo)

함수 내부로 진입하면 함수 코드의 평가 과정이 진행됩니다. 매개변수와 지역 변수 선언문(내부의 x, y)이 먼저 실행되고, 함수 실행 컨텍스트가 관리하는 지역 스코프에 등록됩니다. 그리고 함수 실행 컨텍스트는 스택에 쌓이게 되고 여기서 만들어지는 지역 스코프가 전역 스코프와 체인을 형성하게 됩니다.

 

네 번째, 함수 코드의 실행(foo)

함수 코드의 평가가 끝나고 런타임이 시작되어 함수 코드가 순차적으로 실행됩니다. 매개변수와 지역 변수에 값이 할당됩니다. 그리고 console.log가 실행됩니다. 만약 여기서 코드 실행에 필요한 값이 지역 스코프에 없다면, 스코프 체인을 이용해서 상위 스코프로 이동할 수 있습니다.

코드 전체가 실행되었다면, 해당 실행 컨텍스트는 종료되고 다시 전역 실행 컨텍스트가 실행됩니다.

 

마지막, 나머지 전역 코드의 실행

console.log(x + y)가 실행되면 더 이상 실행할 코드가 존재하지 않기 때문에 실행 컨텍스트는 종료되고 스택은 비게 됩니다.

 

위의 과정을 통해 코드 실행에는 다음과 같은 관리가 필요하다는 것을 알 수 있습니다.

- 스코프를 통해서 선언에 의해 모든 식별자가 등록되고 상태 변화가 이루어진다.(식별)

- 스코프 체인이 형성되고, 상위 스코프로 이동해 식별자를 검색할 수 있다.(스코프)

- 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경하고, 종료되면 다시 돌아갈 수 있다.(순서)

 

이 모든 것을 관리하는 것이 발로 실행 컨텍스트입니다.

실행 컨텍스트는 소스코드를 실행하는 데 필요한 환경을 제공하고 코드의 실행 결과를 실제로 관리하는 영역입니다.

 

조금 더 구체적으로 말한다면, 실행 컨텍스트는 식별자를 등록하고 관리하는 스코프와 코드 실행 순서 관리를 구현한 내부 메커니즘으로, 모든 코드는 실행 컨텍스트를 통해 실행되고 관리됩니다.

 

실행 순서를 알아보며 언급했던 스택이 코드 실행 순서를 관리하는데, 이를 실행 컨텍스트 스택이라고 하며, 콜 스택이라고 부르기도 합니다. 그리고 식별자와 스코프는 렉시컬 환경으로 관리합니다.

 

오늘 이렇게 실행 컨텍스트에 대해서 조금 더 자세하게 알아봤습니다. 사실 저도 이렇게 학습하기 전에는 컨텍스트가 전역 컨텍스트만 존재하고, 스택에 전역 컨텍스트가 올라가면 위에 함수가 올라가서 선입후출로 실행이 되는 걸로 간단하게 이해하고 있었습니다. 이 기회를 통해서 자바스크립트 컨텍스트의 작동 방식에 대해 학습할 수 있었습니다.

 

다음 시간에는 렉시컬 환경에 대해서 알아보겠습니다. 이를 통해서 var, let, const 키워드 작동 방식의 차이와 전역 객체, 스코프 체인 등 조금 더 자세하게 알 수 있습니다.

 

참고 문서 : 모던 자바스크립트 Deep Dive