前言
- 谈谈你对 JavaScript 执行上下文的理解
执行上下文
执行上下文,英文全称为 Execution Context,一句话概括就是“代码(全局代码、函数代码)执行前进行的准备工作”,也称之为“执行上下文环境”。
运行 JavaScript 代码时,当代码执行进入一个环境时,就会为该环境创建一个执行上下文,它会在你运行代码前做一些准备工作,如确定作用域,创建局部变量对象等。
具体做了什么我们后面再说,先来看下 JavaScript 执行环境有哪些?
JavaScript 中执行环境
- 全局环境
- 函数环境
- eval 函数环境 (已不推荐使用)
那么与之对应的执行上下文类型同样有 3 种:
- 全局执行上下文
- 函数执行上下文
- eval 函数执行上下文
JavaScript 运行时首先会进入全局环境,对应会生成全局上下文。程序代码中基本都会存在函数,那么调用函数的时候,就会进入函数执行环境,对应就会生成该函数的执行上下文。
由于代码中会声明多个函数,对应的函数执行上下文也会存在多个。在 JavaScript 中,通过栈的存取方式来管理执行上下文,我们可称其为执行栈,或函数调用栈(Call Stack)。
执行上下文生命周期
前面我们有说到,运行 JavaScript 代码时,当代码执行进入一个环境时,就会为该环境创建一个执行上下文,它会在你运行代码前做一些准备工作。接下来我们就来看一下具体会做哪些准备工作。
具体要做的事,和执行上下文的生命周期有关。
执行上下文的生命周期有两个阶段:
- 创建阶段(进入执行上下文):函数被调用时,进入函数环境,为其创建一个执行上下文,此时进入创建阶段。
- 执行阶段(代码执行):执行函数中代码时,此时执行上下文进入执行阶段。
创建阶段
创建阶段要做的事情主要如下:
-
创建变量对象(VO:variable object)
-
函数环境会初始化创建 Arguments对象(并赋值)
-
确定函数的形参(并赋值)
-
确定普通字面量形式的函数声明(并赋值)
-
变量声明,函数表达式声明(未赋值)
-
-
确定 this 指向(this 由调用者确定)
-
确定作用域(词法环境决定,哪里声明定义,就在哪里确定)
当处于执行上下文的建立阶段时,我们可以将整个上下文环境看作是一个对象。该对象拥有 3 个属性,如下:
executionContextObj = {
variableObject : {}, // 变量对象,里面包含 Arguments 对象,形式参数,函数和局部变量
scopeChain : {},// 作用域链,包含内部上下文所有变量对象的列表
this : {}// 上下文中 this 的指向对象
}
这节我们主要讨论变量对象(VO:variable object),关于this指向和作用域的相关知识,后面会单独写文章详细介绍。
在执行上下文的建立阶段,首先会建立 Arguments 对象。然后确定形式参数,检查当前上下文中的函数声明,每找到一个函数声明,就在 variableObject 下面用函数名建立一个属性,属性值就指向该函数在内存中的地址的一个引用。
例如如下代码
const foo = function(i){
var a = "Hello";
var b = function privateB(){};
function c(){}
}
foo(10);
在执行上下文建立阶段的变量对象如下:
fooExecutionContext = {
variavleObject : {
arguments : {0 : 10,length : 1}, // 确定 Arguments 对象
i : 10, // 确定形式参数
c : pointer to function c(), // 确定函数引用(确定普通字面量形式的函数声明)
a : undefined, // 局部变量 初始值为 undefined
b : undefined // 局部变量 初始值为 undefined
},
scopeChain : {},
this : {}
}
由此可见,在建立阶段,除了 Arguments,函数的声明,以及形式参数被赋予了具体的属性值外,其它的变量属性默认的都是 undefined。并且普通字面量形式的函数声明的提升是在变量的上面的。
还有两点需要注意
如果普通字面量形式的函数名已经存在于 variableObject(简称 VO) 里面,那么对应的属性值会被新的引用给覆盖。
如果遇到和函数名同名的变量,则会忽略该变量。
例如下面的代码:
const foo = function(i){
var a = "Hello";
var b = function privateB(){};
function c(){}
function c(){return}
var c = '123'
}
foo(10);
在执行上下文建立阶段的变量对象如下:
fooExecutionContext = {
variavleObject : {
arguments : {0 : 10,length : 1}, // 确定 Arguments 对象
i : 10, // 确定形式参数
c : pointer to function c(){return}, // 确定函数引用(确定普通字面量形式的函数声明)
a : undefined, // 局部变量 初始值为 undefined
b : undefined // 局部变量 初始值为 undefined
},
scopeChain : {},
this : {}
}
这里我们看到 c 的属性值为 function c(){return} 的指向,原本的 function c(){} 被覆盖了,并且与c同名的变量被忽略了。
执行阶段
- 变量对象赋值
- 变量赋值
- 函数表达式赋值
- 调用函数
- 顺序执行其它代码
例如如下代码
const foo = function(i){
var a = "Hello";
var b = function privateB(){};
function c(){}
}
foo(10);
在执行上下文建立阶段的变量对象如下:
fooExecutionContext = {
variavleObject : {
arguments : {0 : 10,length : 1}, // 确定 Arguments 对象
i : 10, // 确定形式参数
c : pointer to function c(), // 确定函数引用(确定普通字面量形式的函数声明)
a : undefined, // 局部变量 初始值为 undefined
b : undefined // 局部变量 初始值为 undefined
},
scopeChain : {},
this : {}
}
在执行阶段的变量对象如下
fooExecutionContext = {
variavleObject : {
arguments : {0 : 10,length : 1},
i : 10,
c : pointer to function c(),
a : "Hello",// a 变量被赋值为 Hello
b : pointer to function privateB() // b 变量被赋值为 privateB() 函数
},
scopeChain : {},
this : {}
}
我们看到,只有在代码执行阶段,局部变量才会被赋予具体的值。在建立阶段局部变量的值都是 undefined。
这其实也就解释了变量提升的原理。
接下来我们再通过一段代码来加深对函数这两个阶段的过程的理解,代码如下:
(function () {
console.log(typeof foo);
console.log(typeof bar);
var foo = "Hello";
var bar = function () {
return "World";
}
function foo() {
return "good";
}
console.log(foo, typeof foo);
})()
该函数在建立阶段的变量对象如下:
fooExecutionContext = {
variavleObject : {
arguments : {length : 0},
foo : pointer to function foo(),
bar : undefined
},
scopeChain : {},
this : {}
}
首先确定 Arguments 对象,接下来是形式参数,由于本例中不存在形式参数,所以接下来开始确定函数的引用,找到 foo 函数后,创建 foo 标识符来指向这个 foo 函数,之后同名的 foo 变量不会再被创建,会直接被忽略。然后创建 bar 变量,不过初始值为 undefined。
建立阶段完成之后,接下来进入代码执行阶段,开始一句一句的执行代码,结果如下:
(function () {
console.log(typeof foo); // function
console.log(typeof bar); // undefined
var foo = "Hello"; // foo 被重新赋值 变成了一个字符串
var bar = function () {
return "World";
}
// foo函数声明代码不会再执行
function foo() {
return "good";
}
console.log(foo, typeof foo); // Hello string
})()
总结
- 谈谈你对 JavaScript 执行上下文的理解
JavaScript 执行上下文
执行上下文是评估和执行 JavaScript 代码的环境的抽象概念。每当 Javascript 代码在运行的时候,它都是在执行上下文中运行。
一句话概括就是“代码(全局代码、函数代码)执行前进行的准备工作”,也称之为“执行上下文环境”。
JavaScript 中有三种执行上下文类型。
全局执行上下文:这是默认或者说基础的上下文,任何不在函数内部的代码都在全局上下文中。它会执行两件事,创建一个全局的 window 对象(浏览器的情况下),并且设置 this 的值等于这个全局对象。一个程序中只会有一个全局执行上下文。
函数执行上下文:每当一个函数被调用时, 都会为该函数创建一个新的上下文。每个函数都有它自己的执行上下文,不过是在函数被调用时创建的。函数上下文可以有任意多个。每当一个新的执行上下文被创建,它会按定义的顺序执行一系列步骤。
Eval 函数执行上下文:执行在 eval 函数内部的代码也会有它属于自己的执行上下文。
调用栈
调用栈是解析器(如浏览器中的的 JavaScript 解析器)的一种机制,可以在脚本调用多个函数时,跟踪每个函数在完成执行时应该返回控制的点。(如什么函数正在执行,什么函数被这个函数调用,下一个调用的函数是谁)
- 当脚本要调用一个函数时,解析器把该函数添加到栈中并且执行这个函数。
- 任何被这个函数调用的函数会进一步添加到调用栈中,并且运行到它们被上个程序调用的位置。
- 当函数运行结束后,解释器将它从堆栈中取出,并在主代码列表中继续执行代码。
- 如果栈占用的空间比分配给它的空间还大,那么则会导致“栈溢出”错误。