Node REPL と ファイル実行で this は変更されますか？

[fdsa789]

Node REPL と ファイルを実行したときに、this の戻り値が違うのが気になっています。

該当ページ

アロー関数の実行について
https://jsprimer.net/basic/function-this/#arrow-function-this

質問

以下は node ファイル名.js で実行した結果です。

'use strict';

function funcThis() {
  return this;
}

console.log(funcThis()); // undefined

const arrowThis = () => {
  return this;
};

console.log(arrowThis()); // {}
console.log(arrowThis() === this); // true
console.log(arrowThis() === globalThis); // false

しかし、Node REPL で実行すると以下の結果になり、arrowThis() の戻り値は global になっています。
ファイル名で実行したとき (node ファイル名.js) の戻り値は {} に対して、Node REPL では global が返されるのですが、どのような違いがあるのでしょうか。

また Node REPL の実行だと arrowThis() === this と arrowThis() === globalThis がどちらとも true ですが、ファイル名で実行すると arrowThis() === globalThis が false になっています。

[azu]

📝 調べ方としては console.trace などでスタックトレースをみると、どこから呼ばれているかわかるので、これを元にNodeのソースコードを追って見つけることができそう。 node --inspectでdebuggerを起動すると https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/lib/internal/modules/cjs/loader.js#L1156-L1157 専用のモードで起動しちゃうのでちょっとスタックが変わってしまっていた。

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まだちゃんとは調べていませんが、Node.jsの.js実行はデフォルトではCommonJSとして実行されます。(.mjsとかにするとECMAScript Modulesになってthisが変わるのが確認できる。mjsはECMAScriptの仕様通りに評価しないといけない。CommonJSでは globalの this をどうするかという仕様がないはず?)
このときにCommonJSとしてのexportsやrequireなどの関数を参照できるようにファイルの内容を関数でラップしてから実行してるようです。

また、CommonJSファイルの実行はReflect.apply()(Function.applyと大体同じ)で、thisValue として exports を指定しているようです。
(Modules/1.1 - CommonJS Spec Wikiでこれが仕様として決まっているのかはよくわかってないです)

https://github.com/nodejs/node/blob/cebbc57ed26ce1a572e6fe416b700ac8f6258869/lib/internal/modules/cjs/loader.js#L253-L256
https://github.com/nodejs/node/blob/main/lib/internal/modules/cjs/loader.js#L1159-L1160

これは、次のようなファイルを node test.js とかで実行してみると this が exports を示していることがわかると思います。
これが console.log(arrowThis() === globalThis); // false の正体だと思います。(CommonJSはECMAScriptの仕様ではないので、CJSにおける this の正解は存在しないという理解)

"use strict";
exports.test = 1;
function funcThis() {
  return this;
}

console.log(funcThis()); // undefined

const arrowThis = () => {
  return this;
};

console.log(arrowThis()); // { test: 1 }
console.log(arrowThis() === this); // true
console.log(arrowThis() === globalThis); // false

同じように REPLでもconsole.trace などで スタックトレースから辿ると、次のようなスタックトレースが出てくるので、VMを使って実行しているようです。

    at REPL15:1:9
    at Script.runInThisContext (node:vm:129:12)
    at REPLServer.defaultEval (node:repl:566:29)

Script.runInThisContext で実行するということは、vmの中でV8のisolationを作ってそこでeval的な感じで実行してるということなんだと思います。(前回実行した結果はcontextとして保持しておいて、次の行を実行するときにcontextを渡しながら新しい環境で実行を繰り返す)

https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/lib/vm.js#L124-L130
→
https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/src/node_contextify.cc#L736
→
https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/src/node_contextify.cc#L915-L966
→
https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/src/node_contextify.cc#L389-L390

V8をコードとEnvを渡して呼び出していて、おそらくEnvにthisの値となるものが指定されてると思うので、この辺を追うとわかるような気がします。

https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/src/node_contextify.cc#L753

https://github.com/nodejs/node/blob/78d280a768219a6af484b7ecbf3e836461b57477/src/node_contextify.cc#L736

• https://github.com/nodejs/node/tree/be525d7d04ec839fd2bb47affef00bb3c1302aca/src#context
• https://github.com/nodejs/node/tree/be525d7d04ec839fd2bb47affef00bb3c1302aca/src#environment