[코어 자바스크립트] 실행 컨텍스트

자바스크립트의 핵심 원리인 실행 컨텍스트를 알아봅시다

published at: 2019-12-12

book, javascript

들어가며

자바스크립트를 제대로 알기 위해 인터넷 강의도 찾아보고, 해외 칼럼들도 읽긴 했지만 대부분 찾을 수 있는 건 파편적인 지식들이었다. 그러다 이 책을 알게 되었는데(여러분도 익히 접해보셨겠지만) 내가 목말라하던 부분들만 콕 찝어서 정리해주셨다. 주요 목차를 보면 이 책이 초심자에서 중급자로 넘어가려는 개발자를 위해 만들어졌다는 걸 알 수 있다.

이 포스트는 개인적으로 책을 보고 공부한 내용을 적어두는 것으로 하겠다.

실행 컨텍스트

실행 컨텍스트는 자바스크립트 엔진이 실행할 코드에 제공하기 위해 환경 정보를 모아둔 객체이다. 환경 정보는 콜 스택에 쌓였다가 가장 나중에 쌓인 컨텍스트부터 순차적으로 실행된다. 실행 컨텍스트를 구성할 수 있는 주체는 전역 공간(window, global), 함수, 그리고 eval() 함수가 있다.

이 문장을 눈여겨보면 이런 사실을 짐작할 수 있다. 자바스크립트 코드는 가장 깊은 depth의 함수부터 전역을 향하여 실행된다. 내부의 코드는 자신이 곧장 접근 가능한 스코프의 환경만 알아볼 수 있다. 멀리 있는 환경은 콜 스택 밑바닥에 쌓여 있어 알지 못한다. 스코프가 닿지 않는 바깥에 값을 선언해 두고 왜 내부 함수가 읽지를 못할까 안달복달하던 이유가 바로 이 때문인 모양이다.

var a = 1;

function A() {
  function B() {
    console.log(a); // -- ?
    var a = 3;
  }
  B();
  console.log(a); // -- ?
}

A();
console.log(a); // 1이 나올까, 3이 나올까?

책의 예제를 가져와 봤다. 바깥을 둘러싸는 A 함수와 내부함수인 B 함수가 각각 전역변수 a를 호출한다. 결과는 어떻게 될까? 콜 스택에 각 함수 환경이 어떻게 쌓이는지를 보면 이해가 쉽다. (G는 global의 앞글자다)

|   |    |   |    |   |    | B |
|   | -> |   | -> | A | -> | A |
|___|    |_G_|    |_G_|    |_G_|

   |   |    |   |    |   |
-> | A | -> |   | -> |   |
   |_G_|    |_G_|    |___|

콜 스택에는 전역 컨텍스트부터 차례로 외부함수 A, 내부함수 B가 쌓인다. 이렇게 “B.A.G”이 완성된 후 자바스크립트 엔진은 가장 위에 쌓인 B부터 순차적으로 실행하기 시작한다.

B가 실행될 때 B가 참조할 수 있는 환경은 자기 자신과 자기 바깥의 스코프, 즉 A 함수 블록까지다. A 바깥에 있는 var a = 1을 곧장 참조할 수는 없다. 따라서 참조 에러가 발생해야 한다. 하지만 6번째 줄에 a를 선언한 부분이 자신의 실행 컨텍스트에 기록되어 있기 때문에 에러 대신 undefined를 출력한다. 그럼 왜 3을 출력하지 않는가? var a = 1이라는 명령문은 엔진의 입장에서 var a와 a = 1, 즉 선언문과 할당문으로 나뉘어 보게 되는데, 자바스크립트는 **호이스팅(hoisting)**이라는 특이한 성질을 갖고 있어서 하나의 스코프 내에 있는 변수와 함수 정보를 실행 전에 미리 수집해 둔다. 학생이 시험 시간에 답안지를 훔쳐보는 것처럼 말이다. 그래서 B 함수는 a 변수의 존재를 실행 전에 미리 알아챈 것이다. 다만 할당문은 console.log 이후에 등장하므로 결과는 undefined가 된다.

B 함수가 실행된 후 호출되는 9번째 줄 출력문은 어떨까? A 함수는 자신의 바깥 스코프, 즉 전역 환경을 내다볼 수 있다. 따라서 여기서는 1이 출력된다. 마지막 13번째 줄 또한 1이 출력되고 끝난다. a = 3 이라는 할당문은 의미 없이 사라지고 말았다. B의 실행 컨텍스트에만 담긴 채로 가장 먼저 콜 스택에서 빠져나갔기 때문에, 전역 환경에는 영향을 주지 못한 것이다.

예에서 보듯 실행 컨텍스트는 코드 실행에 필요한 복잡한 정보를 담고 있다. 대표적으로는 세 가지가 있다.

1. Variable Environment (이하 V.E): 현재 컨텍스트 내의 식별자(함수, 변수)들에 대한 정보 및 외부 환경 정보. 선언 시점의 스냅샷이므로 변경 사항은 반영되지 않음

2. Lexical Environment (이하 L.E): 처음엔 V.E와 같지만 변경 사항이 실시간으로 반영된다.

3. ThisBinding: 식별자가 바라보는 대상 객체.

이 중 V.E와 L.E는 각각 내부에 environmentRecord와 outer environment reference를 지니고 있다. 제목 그대로 자기 환경의 식별자 정보와 바깥 환경의 식별자 정보를 말한다. “B.A.G” 예시처럼 함수가 중첩되어 있는 경우에는 이 기록들이 어떤 관계를 갖게 될까? 마치 연결 리스트처럼, 내부 함수의 outer는 외부 함수의 record가 되고, 다시 외부 함수의 outer는 전역 컨텍스트와 연결되는 하나의 체인을 형성하게 되는데 이를 스코프 체인이라고 부른다.

참고

자바스크립트는 어떻게 작동하는가: 엔진, 런타임, 콜스택 개관 - Huiseoul Engineering

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