執(zhí)行上下文和函數(shù)作用域小結(jié)

之前第一遍看javascript高級(jí)程序設(shè)計(jì)教程呛哟,看到函數(shù)作用域的概念叠荠,感覺(jué)終于可以解釋之前程序中出現(xiàn)的種種關(guān)于閉包,作用域的奇怪現(xiàn)象了扫责,這個(gè)假象一直維持到最近榛鼎。

you don't know js。
no,I think i know.
but the truth is: I really don't know

起源問(wèn)題

對(duì)我自己的困惑來(lái)自于這個(gè)問(wèn)題:

var a = 10;
function bar(){
   console.log(a);
}
function foo(){
  var a=5;
  bar();
}
foo();  //10

bar作為內(nèi)部函數(shù)鳖孤,可以訪問(wèn)到外部變量a者娱,也就是foo中定義的a,所以應(yīng)該輸出5苏揣。然而結(jié)果是10黄鳍,道理很簡(jiǎn)單,只是當(dāng)時(shí)的我混淆了兩個(gè)概念腿准,執(zhí)行上下文和函數(shù)作用域际起。(個(gè)人認(rèn)為js高級(jí)程序設(shè)計(jì)中這兩個(gè)概念就混的很厲害)。

作用域的概念

es6之前吐葱,沒(méi)有塊級(jí)作用域街望,只有函數(shù)作用域和全局作用域。這里只討論es6之前的弟跑。函數(shù)的作用域在函數(shù)定義的時(shí)候就已經(jīng)決定了灾前,而不是在執(zhí)行的時(shí)候決定。也就是說(shuō)孟辑,上面的bar函數(shù)在定義的時(shí)候哎甲,它的作用域就已經(jīng)確定了蔫敲,在該函數(shù)內(nèi)部能夠訪問(wèn)到的變量就是它自己定義的變量和上一層作用域中的變量。

執(zhí)行上下文

js代碼都是運(yùn)行在執(zhí)行上下文中的炭玫,最開(kāi)始奈嘿,程序直接進(jìn)入全局的執(zhí)行上下文(也就是window,或者node里面的global),如果碰到函數(shù)function1的執(zhí)行(不是定義)吞加,就進(jìn)入函數(shù)的執(zhí)行上下文裙犹。在函數(shù)執(zhí)行之前,要做以下幾件事來(lái)決定函數(shù)對(duì)變量的訪問(wèn)權(quán)衔憨。

  1. 一個(gè)指針指向function1的作用域鏈叶圃,作用域鏈中的變量都可以進(jìn)行訪問(wèn),優(yōu)先級(jí)由內(nèi)至外践图。
  2. 創(chuàng)建一個(gè)variable object掺冠,也就是變量對(duì)象。這個(gè)變量里面的屬性存儲(chǔ)遵循下面幾個(gè)原則:
    1. 先給變量對(duì)象建立一個(gè)arguments對(duì)象码党,如果函數(shù)調(diào)用時(shí)傳入了變量德崭,則初始化為那個(gè)變量,如果變量未傳入闽瓢,則初始化為undefined,如果是函數(shù)接癌,則傳遞一個(gè)指向函數(shù)的指針心赶,同時(shí)arguments還具有callee,length等屬性也一并創(chuàng)建好
    2. 掃描當(dāng)前函數(shù)里面的聲明語(yǔ)句扣讼,如果找到了函數(shù)聲明語(yǔ)句,就給變量對(duì)象中增加一個(gè)以函數(shù)名為屬性名缨叫,指向函數(shù)的指針作為屬性值椭符。如果有重復(fù)的,直接屬性值替換耻姥。
    3. 如果找到了變量聲明語(yǔ)句销钝,判斷變量名是否已經(jīng)存在在變量對(duì)象中的屬性,則直接忽略琐簇,如果不存在蒸健,就新增一個(gè)屬性,初始化為undefined
  3. 確定this的指向

關(guān)于變量對(duì)象是否會(huì)合并到自己的作用域鏈上婉商,js高級(jí)程序設(shè)計(jì)中是將變量對(duì)象作為最高級(jí)的作用域似忧,外層作為下一個(gè)作用域進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)作用域鏈,我認(rèn)為是否合并不重要丈秩,重要的是變量對(duì)象的優(yōu)先級(jí)最高

當(dāng)上述行為完成之后盯捌,才開(kāi)始執(zhí)行代碼。能夠訪問(wèn)到上述出現(xiàn)的所有代碼蘑秽,變量對(duì)象中的優(yōu)先級(jí)最高饺著,函數(shù)作用域鏈上越近優(yōu)先級(jí)越高箫攀。
舉個(gè)例子更實(shí)在一點(diǎn):

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

    };
    function c() {

    }
}

foo(22);

上述代碼執(zhí)行前,會(huì)做上述的3件事幼衰,之后靴跛,它的執(zhí)行上下文對(duì)應(yīng)的一個(gè)變量看起來(lái)是這樣子:

fooExecutionContext = {
    scopeChain: { 全局變量們,foo },
    variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,
            length: 1
        },
        i: 22,
        a: undefined,
        b: undefined
        c: pointer to function c()
    },
    this: { window(瀏覽器) or undefined(node)}
}

執(zhí)行上下文是存儲(chǔ)在棧的渡嚣,也就是說(shuō)汤求,當(dāng)前上下文執(zhí)行過(guò)程中,遇到新的函數(shù)要執(zhí)行严拒, 就將新的執(zhí)行上下文放入棧頂扬绪,決定了新的函數(shù)的執(zhí)行上下文,執(zhí)行結(jié)束之后出站裤唠,回復(fù)之前的執(zhí)行上下文挤牛,從而在之前的執(zhí)行上下文中繼續(xù)執(zhí)行。舉個(gè)例子:

var a=10;
function   bar(){
    console.log(a)//undefined
    var a=5;
    function foo(){
       a=3;
       console.log(a);//3
    }
    foo();
    console.log(a);//3
}
bar();
console.log(a)种蘸;//10

當(dāng)前函數(shù)開(kāi)始運(yùn)行墓赴,構(gòu)建全局執(zhí)行上下文,遇到bar()航瞭,要開(kāi)啟一個(gè)新的上下文并進(jìn)行堆棧诫硕,執(zhí)行上述的3件事之后,新的上下文看起來(lái)像這樣:

barFunctionContext{
    scopechain{全局的:可以訪問(wèn)到bar,a}
    variable object{
      arguments:{
          length:0,
          callee:(bar)
      },
      a:undefined,
      foo: 指向函數(shù)的指針(此時(shí)foo輸出就是該函數(shù)),
    }
    this: window in browser or undefined in node
}

所以在執(zhí)行的過(guò)程中刊侯,console.log(a)就會(huì)從當(dāng)前的執(zhí)行上下文中尋找a章办,進(jìn)而輸出undefined,而遇到a=5的時(shí)候滨彻,改變執(zhí)行上下文中的a為5藕届,當(dāng)遇到foo()時(shí),新建一個(gè)執(zhí)行上下文亭饵,經(jīng)過(guò)上面三件事之后休偶,新的執(zhí)行上下文大概像這樣:

fooFunctionContext{
    scopechain{bar的執(zhí)行上下文(a已經(jīng)修改成5,別的不變)}
    variable object{
      arguments:{
          length:0,
          callee:(foo)
      },
    }
    this: window in browser or undefined in node
}

所以修改a的時(shí)候會(huì)從當(dāng)前變量對(duì)象中查找辜羊,沒(méi)有踏兜,就去作用域鏈中查找,在bar中的執(zhí)行上下文中發(fā)現(xiàn)了a八秃,修改a 的數(shù)值碱妆,然后輸出3.接下來(lái)執(zhí)行上下文出站,繼續(xù)在bar的上下文中執(zhí)行喜德,console.log(a)山橄,已經(jīng)被修改,輸出3.bar執(zhí)行上下文出站,執(zhí)行console.log(a)航棱,此時(shí)是全局的a睡雇,也就是10。

總結(jié)

  1. 執(zhí)行上下文采取堆棧的形式饮醇,這樣才可以遞歸它抱,函數(shù)嵌套而不會(huì)混亂
  2. 執(zhí)行上下文的構(gòu)建基本采用上述的3件事,之后才會(huì)去執(zhí)行代碼朴艰,這也是變量名提升的根本原因
  3. 理解了執(zhí)行上下文观蓄,才能對(duì)js的一些復(fù)雜功能,閉包祠墅,柯里化(函數(shù)嵌套)真正理解

上述的文字大部分是看了下面的英文文獻(xiàn)之后自己理解的侮穿,英文文獻(xiàn)中還有很多的輔助圖可以參考。理解的不到位的地方還請(qǐng)指出毁嗦。

參考文章

  1. What is the Execution Context & Stack in JavaScript?
  2. ECMA-262-3 in detail. Chapter 2. Variable object.
  3. Javascript Closures
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