중요한 부분이라 두 부분으로 나눠서 포스팅하고자 한다.
해당 글에서는 간단한 실행 컨텍스트 개념과 역할, 실행 컨텍스트 스택, 렉시컬 환경에 대한 것을 작성하고 다음 글에서 실행 컨텍스트의 생성과 식별자 검색 과정 순서를 작성하겠다.

소스코드의 타입

• 자바사크립트 실행 컨텍스트 개념을 잘 이해하기 위해 소스코드의 개념부터 이해해야한다.
• ECMAScript 사양은 소스코드를 4가지 타입으로 구분한다.
  • 4가지 타입의 소스코드는 실행 컨텍스트를 생성한다.
  • 4가지 타입으로 구분하는 이유?
    • 소스코드의 타입에 따라 실행 컨텍스트를 생성하는 과정과 관리 내용이 다르기 때문이다.
• 전역 코드
  • 전역에 정의된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
  • 전역 변수를 관리하기 위해 최상위 스코프인 전역 스코프를 생성해야 한다.
  • var키워드로 선언된 전역 변수와 함수 선언문으로 정의된 전역 함수를 전역 객체의 프로퍼티와 메서드로 바인딩하고 참조하기 위해 전역 객체와 연결되어야 한다.
  • 이를 위해 전역 코드가 평가되면 전역 실행 컨텍스트가 생성된다.
• 함수 코드
  • 함수 내부에 중첩된 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
  • 함수 내부에 존재하는 코드를 말한다.
  • 지역 스코프를 생성하고 지역 변수, 매개변수, arguments 객체를 관리해야한다.
  • 생성한 지역 스코프를 전역 스코프에서 시작하는 스코프 체인의 일원으로 연결해야 한다.
  • 이를 위해 함수 코드가 평가되면 함수 실행 컨텍스트가 생성된다.
• eval 코드
  • 빌트인 전역 함수인 eval 함수에 인수로 전달되어 실행되는 소스코드를 말한다.
  • strict mode에서 자신만의 독자적인 스코프를 생성한다.
  • 이를 위해 eval 코드가 평가되면 eval 실행 컨텍스트가 생성된다.
• 모듈 코드
  • 모듈 내부의 함수, 클래스 등의 내부 코드는 포함되지 않는다.
  • 모듈별로 독립적인 모듈 스코프를 생성한다.
  • 이를 위해 모듈 코드가 평가되면 모듈 실행 컨텍스트가 생성된다.

소스코드를 처리하는 과정

• 자바스크립트 엔진은 소스코드를 2개의 과정으로 나누어 처리한다.

  • 소스코드의 평가

    • 실행 컨텍스트를 생성
    • 변수, 함수 등의 선언문만 먼저 실행
    • 생성된 변수나 함수 식별자를 키로 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프(렉시컬 환경의 환경 레코드)에 등록한다

  • 소스코드의 실행

    • 소스코드 평가 과정이 끝나면 선언문 제외하고 순차적으로 소스코드가 실행 ⇒ 즉, 런타임이 시작
    • 소스코드의 실행에 필요한 변수나 함수의 참조를 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프에서 검색해서 취득
    • 변수 값의 변경 등 소스코드의 실행결과는 다시 실행 컨텍스트가 관리하는 스코프 등록한다.

실행 컨텍스트의 역할

• 아래와 같이 코드가 실행되려면 관리가 필요하다.
  • 선언에 의해 생성된 모든 식별자(변수, 함수, 클래스 등)를 스코프를 구분하여 등록하고 상태 변화(식별자에 바인딩된 값의 변화)를 지속적으로 관리할 수 있어야 한다.
  • 스코프는 중첩 관계에 위해 스코프 체인을 형성해야 한다.
    • 스코프 체인을 통해 상위 스코프로 이동하며 식별자를 검색할 수 있어야 한다.
  • 현재 실행 중인 코드의 실행 순서를 변경(예를 들어, 함수 호출에 의한 실행 순서 변경)할 수 있어야 하며, 다시 되돌아갈 수도 있어야 한다.

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

실행 컨텍스트 스택

Example

const x = 1

function fun1() {
  const y = 3

  function fun2() {
    const z = 1
    console.log(x + y - z)
  }

  fun2()
}

fun1()

• 전역 코드를 평가하여 전역 실행 컨텍스트를 생성해서 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
  • x, fun1이 전역 실행 컨텍스트에 등록
  • 코드 실행 시작 → x에 값이 할당되고, fun1 호출
• fun1이 호출되면 전역 코드의 실행은 중단되면서, 코드의 제어권이 fun1 함수 내부로 이동한다.
  • fun1 실행 컨텍스트를 생성하고, 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
  • y, fun2가 fun1 실행 컨텍스트에 등록
  • 코드 실행 시작 → y에 값 할당, fun2 호출
• fun2가 호출되면 fun1 함수 코드의 실행은 중단되면서, 코드의 제어권이 fun2 함수 내부로 이동한다.
  • fun2 실행 컨텍스트를 생성하고, 실행 컨텍스트 스택에 push한다.
  • z가 fun2 실행 컨텍스트에 등록
  • 코드 실행 시작 → z에 값 할당, console.log 호출 후(콘솔도 함수이므로 실행 컨텍스트 생성하고 스택에 푸시된다!) fun2는 종료된다.
• fun2는 실행이 종료되면서 fun1로 이동 → fun2 실행 컨텍스트를 실행 컨텍스트 스택에서 pop하여 제거한다.
• fun1이 종료되어 전역 코드로 이동한다. → fun1 실행 컨텍스트를실행 컨텍스트 스택에서 pop하여 제거한다.
• 전역 코드 또한 남아있는 코드가 없으므로 스택에서 pop되어 스택에는 아무것도 남아있지 않게된다.

정리하자면,
실행 컨텍스트 스택은 코드의 실행 순서를 관리한다.
소스코드가 평가되면서 그에 맞는 실행 컨텍스트가 생성되고 스택에 쌓인다. 실행 컨텍스트의 최상위에 존재하는 실행 컨텍스트는 언제나 현재 실행 중인 코드의 실행 컨텍스트다.
코드가 실행되는 시간의 흐름에 따라 실행 컨텍스트 스택에 push/pop 된다.
스택은 LIFO다!
실행 컨텍스트 스택 === call stack 이라고 부르기도 한다.

렉시컬 환경

• 스코프를 구분하여 식별자를 관리하는 저장소 역할을 한다.
• 실행 컨텍스트 구성
  • LexicalEnvironment / VariableEnvironment 2개의 컴포넌트로 구성되어있다.
• LexicalEnvironment 구성
  • Environment Record(환경 레코드) : 스코프에 포함된 식별자를 등록하고 등록된 식별자에 바인딩된 값을 관리하는 저장소
  • Outer Lexical Enviromnment Reference(외부 렉시컬 환경에 대한 참조) : 해당 실행 컨텍스트를 생성한 소스코드를 포함하는 상위 코드의 렉시컬 환경(상위 스코프)을 가리킨다. - 외부 렉시컬 환경에 대한 참조를 통해 단방향 링크드 리스트인 스코프 체인을 구현한다.

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