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深入探討JavaScript的最基本部分之執(zhí)行上下文

更新時間：2019年02月12日 14:26:42 作者：瘋狂的技術宅

今天小編就為大家分享一篇關于深入探討JavaScript的最基本部分之執(zhí)行上下文，小編覺得內容挺不錯的，現在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

在這篇文章中，我將深入探討JavaScript的最基本部分之一，即Execution Context(執(zhí)行上下文)。在本文結束時，你應該對解釋器了解得更清楚：為什么在聲明它們之前可以使用某些函數或變量？以及它們的值是如何確定的？

什么是執(zhí)行上下文？

JavaScript的執(zhí)行環(huán)境非常重要，當JavaScript代碼在行時，會被預處理為以下情況之一：

Global code - 首次執(zhí)行代碼的默認環(huán)境。
Function code - 每當執(zhí)行流程進入函數體時。
Eval code - 要在eval函數內執(zhí)行的文本。

你可以閱讀大量涉及作用域的在線資料，不過為了使事情更容易理解，讓我們將術語“執(zhí)行上下文”視為當前代碼的運行環(huán)境或作用域。接下來讓我們看一個包含global和function / local上下文的代碼示例。

這里沒有什么特別之處，我們有一個由紫色邊框表示的全局上下文，和由綠色，藍色和橙色邊框表示的3個不同的函數上下文。只能有1個全局上下文，可以從程序中的任何其他上下文訪問。

你可以擁有任意數量的函數上下文，并且每個函數調用都會創(chuàng)建一個新的上下文，從而創(chuàng)建一個私有作用域，其中無法從當前函數作用域外直接訪問函數內部聲明的任何內容。在上面的示例中，函數可以訪問在其當前上下文之外聲明的變量，但外部上下文無法訪問在其中聲明的變量或函數。為什么會這樣呢？這段代碼究竟是如何處理的？

Execution Context Stack（執(zhí)行上下文堆棧）

瀏覽器中的JavaScript解釋器被實現為單個線程。實際上這意味著在瀏覽器中一次只能做一件事，其他動作或事件在所謂的執(zhí)行堆棧中排隊。下圖是單線程堆棧的抽象視圖：

我們已經知道，當瀏覽器首次加載腳本時，它默認進入全局上下文執(zhí)行。如果在全局代碼中調用函數，程序的順序流進入被調用的函數，創(chuàng)建新的執(zhí)行上下文并將其推送到執(zhí)行堆棧的頂部。

如果在當前函數中調用另一個函數，則會發(fā)生同樣的事情。代碼的執(zhí)行流程進入內部函數，該函數創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文，該上下文被推送到現有堆棧的頂部。瀏覽器將始終執(zhí)行位于堆棧頂部的當前執(zhí)行上下文，并且一旦函數執(zhí)行完當前執(zhí)行上下文后，它將從棧頂部彈出，把控制權返回到當前棧中的下一個上下文。下面的示例顯示了遞歸函數和程序的執(zhí)行堆棧：

(function foo(i) {
  if (i === 3) {
    return;
  }
  else {
    foo(++i);
  }
}(0));

代碼簡單地調用自身3次，并將i的值遞增1。每次調用函數foo時，都會創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文。一旦上下文完成執(zhí)行，它就會彈出堆棧并且講控制返回到它下面的上下文，直到再次達到全局上下文。

關于執(zhí)行堆棧execution stack有5個關鍵要點：

單線程。
同步執(zhí)行。
一個全局上下文。
任意多個函數上下文。
每個函數調用都會創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文execution context，甚至是對自身的調用。

執(zhí)行上下文的細節(jié)

所以我們現在知道每次調用一個函數時，都會創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文。但是，在JavaScript解釋器中，對執(zhí)行上下文的每次調用都有兩個階段：

創(chuàng)建階段 [調用函數時，但在執(zhí)行任何代碼之前]：

創(chuàng)建作用域鏈。
創(chuàng)建變量，函數和參數。
確定“this”的值。

激活/代碼執(zhí)行階段：

分配值，引用函數和解釋/執(zhí)行代碼。

可以將每個執(zhí)行上下文在概念上表示為具有3個屬性的對象：

executionContextObj = {
  'scopeChain': { /* variableObject + 所有父執(zhí)行上下文的variableObject */ },
  'variableObject': { /* 函數實參/形參，內部變量和函數聲明 */ },
  'this': {}
}

激活對象/變量對象 [AO/VO]

在調用該函數，并且在實際執(zhí)行函數之前，會創(chuàng)建這個executionContextObj。這被稱為第1階段，即創(chuàng)造階段。這時解釋器通過掃描函數傳遞的實參或形參、本地函數聲明和局部變量聲明來創(chuàng)建executionContextObj。此掃描的結果將成為executionContextObj中的variableObject。

以下是解釋器如何預處理代碼的偽代碼概述：

1.找一些代碼來調用一個函數。

2.在執(zhí)行功能代碼之前，創(chuàng)建執(zhí)行上下文。

3.進入創(chuàng)建階段：

①初始化作用域鏈。

②創(chuàng)建variable object：

創(chuàng)建arguments object，檢查參數的上下文，初始化名稱和值并創(chuàng)建引用副本。
掃描上下文以獲取函數聲明：
對于找到的每個函數，在variable object中創(chuàng)建一個屬性，該屬性是函數的確切名稱，該屬性存在指向內存中函數的引用指針。
如果函數名已存在，則將覆蓋引用指針值。
掃描上下文以獲取變量聲明：
對于找到的每個變量聲明，在variable object中創(chuàng)建一個屬性作為變量名稱，并將該值初始化為undefined。
如果變量名稱已存在于variable object中，則不執(zhí)行任何操作并繼續(xù)掃描。

③確定上下文中“this”的值。

4.激活/執(zhí)行階段：

在上下文中運行/解釋函數代碼，并在代碼逐行執(zhí)行時分配變量值。

我們來看一個例子：

function foo(i) {
  var a = 'hello';
  var b = function privateB() {
  };
  function c() {
  }
}
foo(22);

在調用foo(22)時，創(chuàng)建階段如下所示：

fooExecutionContext = {
  scopeChain: { ... },
  variableObject: {
    arguments: {
      0: 22,
      length: 1
    },
    i: 22,
    c: pointer to function c()
    a: undefined,
    b: undefined
  },
  this: { ... }
}

如你所見，創(chuàng)建階段處理定義屬性的名稱，而不是為它們賦值，但正式的形參/實參除外。創(chuàng)建階段完成后，執(zhí)行流程進入函數，激活/代碼執(zhí)行階段在函數執(zhí)行完畢后如下所示：

fooExecutionContext = {
  scopeChain: { ... },
  variableObject: {
    arguments: {
      0: 22,
      length: 1
    },
    i: 22,
    c: pointer to function c()
    a: 'hello',
    b: pointer to function privateB()
  },
  this: { ... }
}

關于hoisting

你可以找到許多使用JavaScript定義術語hoisting的在線資源，解釋變量和函數聲明被hoisting到其函數范圍的頂部。但是沒有人能夠詳細解釋為什么會發(fā)生這種情況，掌握了關于解釋器如何創(chuàng)建激活對象的新知識，很容易理解為什么。請看下面的代碼示例：

(function() {
  console.log(typeof foo); // function pointer
  console.log(typeof bar); // undefined
  var foo = 'hello',
    bar = function() {
      return 'world';
    };
  function foo() {
    return 'hello';
  }
}());

我們現在可以回答的問題是：

為什么我們可以在聲明foo之前就能訪問？

如果我們理解了創(chuàng)建階段，就知道在激活/代碼執(zhí)行階段之前已經創(chuàng)建了變量。因此，當函數流開始執(zhí)行時，已經在激活對象中定義了foo。

Foo被聲明兩次，為什么foo顯示為function而不是undefined或string？

即使foo被聲明兩次，我們通過創(chuàng)建階段知道函數在變量之前就被創(chuàng)建在激活對象上了，而且如果激活對象上已經存在了屬性名稱，我們只是繞過了聲明這一步驟。
因此，首先在激活對象上創(chuàng)建對函數foo()的引用，并且當解釋器到達var foo時，我們已經看到屬性名稱foo存在，因此代碼不執(zhí)行任何操作并繼續(xù)處理。

為什么bar未定義？