古往今來最難的學(xué)的武功【葵花寶典】(javascript)算其一否过。
欲練此功必先自宮,愿少俠習(xí)的此功蔓姚,笑傲江湖躏嚎。
你將了解
- 執(zhí)行棧(Execution stack)
- 執(zhí)行上下文(Execution Context)
- 作用域鏈(scope chains)
- 變量提升(hoisting)
- 閉包(closures)
- this 綁定
執(zhí)行棧
又叫調(diào)用棧,具有 LIFO(last in first out 后進先出)結(jié)構(gòu)罢荡,用于存儲在代碼執(zhí)行期間創(chuàng)建的所有執(zhí)行上下文赡突。
當(dāng) JavaScript 引擎首次讀取你的腳本時,它會創(chuàng)建一個全局執(zhí)行上下文并將其推入當(dāng)前的執(zhí)行棧区赵。每當(dāng)發(fā)生一個函數(shù)調(diào)用惭缰,引擎都會為該函數(shù)創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文并將其推到當(dāng)前執(zhí)行棧的頂端。
引擎會運行執(zhí)行上下文在執(zhí)行棧頂端的函數(shù)笼才,當(dāng)此函數(shù)運行完成后漱受,其對應(yīng)的執(zhí)行上下文將會從執(zhí)行棧中彈出,上下文控制權(quán)將移到當(dāng)前執(zhí)行棧的下一個執(zhí)行上下文骡送。
我們通過下面的示例來說明一下
function one() {
console.log('one')
two()
}
function two() {
console.log('two')
}
one()
當(dāng)程序(代碼)開始執(zhí)行時 javscript 引擎創(chuàng)建 GobalExecutionContext
(全局執(zhí)行上下文)推入當(dāng)前的執(zhí)行棧昂羡,此時 GobalExecutionContext
處于棧頂會立刻執(zhí)行全局執(zhí)行上下文 然后遇到 one()
引擎都會為該函數(shù)創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文 oneFunctionExecutionContext
并將其推到當(dāng)前執(zhí)行棧的頂端并執(zhí)行,然后遇到two()
twoFunctionExecutionContext
入棧并執(zhí)行至出棧摔踱,回到 oneFunctionExecutionContext
繼續(xù)執(zhí)行至出棧 ,最后剩余一個 GobalExecutionContext
它會在程序關(guān)閉的時候出棧虐先。
然后調(diào)用棧如下圖:
如果是這樣的代碼
function foo() {
foo()
}
foo()
如下
當(dāng)一個遞歸沒有結(jié)束點的時候就會出現(xiàn)棧溢出
什么是執(zhí)行上下文
了解 JavaScript 的執(zhí)行上下文,有助于你理解更高級的內(nèi)容比如變量提升派敷、作用域鏈和閉包蛹批。既然如此,那到底什么是“執(zhí)行上下文”呢篮愉?
執(zhí)行上下文是當(dāng)前 JavaScript 代碼被解析和執(zhí)行時所在環(huán)境的抽象概念腐芍。
Javascript 中代碼的執(zhí)行上下文分為以下三種:
- 全局執(zhí)行上下文(Global Execution Context)- 這個是默認的代碼運行環(huán)境,一旦代碼被載入试躏,引擎最先進入的就是這個環(huán)境猪勇。
- 函數(shù)執(zhí)行上下文(Function Execution Context) - 當(dāng)執(zhí)行一個函數(shù)時,運行函數(shù)體中的代碼颠蕴。
- Eval - 在 Eval 函數(shù)內(nèi)運行的代碼泣刹。
javascript 是一個單線程語言,這意味著在瀏覽器中同時只能做一件事情犀被。當(dāng) javascript 解釋器初始執(zhí)行代碼项玛,它首先默認進入全局上下文。每次調(diào)用一個函數(shù)將會創(chuàng)建一個新的執(zhí)行上下文弱判。
javascript執(zhí)行棧中不同執(zhí)行上下文之間的詞法環(huán)境有一種關(guān)聯(lián)關(guān)系襟沮,從棧頂?shù)綏5祝◤木植恐钡饺郑?這種關(guān)系被叫做
作用域鏈
。
簡單的說昌腰,每次你試圖訪問函數(shù)執(zhí)行上下文中的變量時开伏,進程總是從自己上下文環(huán)境中開始查找。如果在自己的上下文中沒發(fā)現(xiàn)要查找的變量遭商,繼續(xù)搜索下一層上下文固灵。它將檢查執(zhí)行棧
中每一個執(zhí)行上下文環(huán)境,尋找和變量名稱匹配的值劫流,直到找到為止巫玻,如果到全局都沒有則拋出錯誤丛忆。
執(zhí)行上下文的創(chuàng)建過程
我們現(xiàn)在已經(jīng)知道,每當(dāng)調(diào)用一個函數(shù)時仍秤,一個新的執(zhí)行上下文就會被創(chuàng)建出來熄诡。然而,在 javascript 引擎內(nèi)部诗力,這個上下文的創(chuàng)建過程具體分為兩個階段:
創(chuàng)建階段 > 執(zhí)行階段
創(chuàng)建階段
執(zhí)行上下文在創(chuàng)建階段創(chuàng)建凰浮。在創(chuàng)建階段發(fā)生以下事情:
- LexicalEnvironment 組件已創(chuàng)建。
- VariableEnvironment 組件已創(chuàng)建苇本。
因此袜茧,執(zhí)行上下文可以在概念上表示如下:
ExecutionContext = {
LexicalEnvironment = <詞法環(huán)境>,
VariableEnvironment = <變量環(huán)境>,
}
詞法環(huán)境(Lexical Environment)
官方 ES6 文檔將詞法環(huán)境定義為:
詞法環(huán)境是一種規(guī)范類型,基于 ECMAScript 代碼的詞法嵌套結(jié)構(gòu)來定義標識符與特定變量和函數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系窝撵。詞法環(huán)境由環(huán)境記錄(environment record)和可能為空引用(null)的外部詞法環(huán)境組成。
簡而言之递递,詞法環(huán)境是一個包含標識符變量映射的結(jié)構(gòu)。(這里的標識符表示變量/函數(shù)的名稱啥么,變量是對實際對象【包括函數(shù)類型對象】或原始值的引用)
詞法環(huán)境有兩種類型
- 全局環(huán)境(在全局執(zhí)行上下文中)是一個沒有外部環(huán)境的詞法環(huán)境登舞。全局環(huán)境的外部環(huán)境引用為 null。它擁有一個全局對象(window 對象)及其關(guān)聯(lián)的方法和屬性(例如數(shù)組方法)以及任何用戶自定義的全局變量悬荣,this 的值指向這個全局對象菠秒。
- 函數(shù)環(huán)境,用戶在函數(shù)中定義的變量被存儲在環(huán)境記錄中氯迂。對外部環(huán)境的引用可以是全局環(huán)境践叠,也可以是包含內(nèi)部函數(shù)的外部函數(shù)環(huán)境。
每個詞匯環(huán)境都有三個組成部分:
1)環(huán)境記錄(environment record)
2)對外部環(huán)境的引用(outer)
3) 綁定 this
環(huán)境記錄 同樣有兩種類型(如下所示):
- 聲明性環(huán)境記錄 存儲變量嚼蚀、函數(shù)和參數(shù)禁灼。一個函數(shù)環(huán)境包含聲明性環(huán)境記錄。
- 對象環(huán)境記錄 用于定義在全局執(zhí)行上下文中出現(xiàn)的變量和函數(shù)的關(guān)聯(lián)轿曙。全局環(huán)境包含對象環(huán)境記錄
抽象地說弄捕,詞法環(huán)境在偽代碼中看起來像這樣:
詞法環(huán)境和環(huán)境記錄值是純粹的規(guī)范機制,ECMAScript 程序不能直接訪問或操縱這些值导帝。
GlobalExectionContext = {
// 詞法環(huán)境
LexicalEnvironment:{
// 功能環(huán)境記錄
EnvironmentRecord:{
Type:"Object",
// Identifier bindings go here
}
outer:<null>,
this:<global object>
}
}
FunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment:{
EnvironmentRecord:{
Type:"Declarative",
// Identifier bindings go here
}
outer:<Global or outer function environment reference>,
this:<取決于函數(shù)的調(diào)用方式>
}
}
變量環(huán)境:
它也是一個詞法環(huán)境守谓,其 EnvironmentRecord 包含了由 VariableStatements 在此執(zhí)行上下文創(chuàng)建的綁定。
如上所述您单,變量環(huán)境也是一個詞法環(huán)境斋荞,因此它具有上面定義的詞法環(huán)境的所有屬性。
在 ES6 中虐秦,LexicalEnvironment 組件和 VariableEnvironment 組件的區(qū)別在于前者用于存儲函數(shù)聲明和變量( let 和 const )綁定平酿,而后者僅用于存儲變量( var )綁定凤优。
讓我們結(jié)合一些代碼示例來理解上述概念:
let a = 20
const b = 30
var c
function multiply(e, f) {
var g = 20
return e * f * g
}
c = multiply(20, 30)
執(zhí)行上下文如下所示:
GlobalExectionContext = {
LexicalEnvironment:{
EnvironmentRecord:{
Type:"Object",
// Identifier bindings go here
a:<uninitialized>,
b:<uninitialized>,
multiply:<func>
},
outer:<null>,
ThisBinding:<Global Object>
},
VariableEnvironment:{
EnvironmentRecord:{
Type:"Object",
// Identifier bindings go here
c:undefined,
}
outer:<null>,
ThisBinding:<Global Object>
}
}
在執(zhí)行階段,完成變量賦值蜈彼。因此筑辨,在執(zhí)行階段,全局執(zhí)行上下文將看起來像這樣柳刮。
// 執(zhí)行
GlobalExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Object",
// Identifier bindings go here
a: 20,
b: 30,
multiply: < func >
}
outer: <null>,
ThisBinding: <Global Object>
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Object",
// Identifier bindings go here
c: undefined,
}
outer: <null>,
ThisBinding: <Global Object>
}
}
當(dāng) multiply(20, 30)遇到函數(shù)調(diào)用時,會創(chuàng)建一個新的函數(shù)執(zhí)行上下文來執(zhí)行函數(shù)代碼痒钝。因此秉颗,在創(chuàng)建階段,函數(shù)執(zhí)行上下文將如下所示:
// multiply 創(chuàng)建
FunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
g: undefined
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
在此之后送矩,執(zhí)行上下文將執(zhí)行執(zhí)行階段蚕甥,這意味著完成了對函數(shù)內(nèi)部變量的賦值。因此栋荸,在執(zhí)行階段菇怀,函數(shù)執(zhí)行上下文將如下所示:
// multiply 執(zhí)行
FunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
g: 20
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
函數(shù)完成后,返回的值賦值給c
晌块。因此爱沟,全局詞法環(huán)境得到了更新。之后匆背,全局代碼完成呼伸,程序結(jié)束。
注: 在執(zhí)行階段钝尸,如果 Javascript 引擎在源代碼中聲明的實際位置找不到 let
變量的值括享,那么將為其分配 undefined
值。
變量提升
在網(wǎng)上一直看到這樣的總結(jié): 在函數(shù)中聲明的變量以及函數(shù)珍促,其作用域提升到函數(shù)頂部铃辖,換句話說,就是一進入函數(shù)體猪叙,就可以訪問到其中聲明的變量以及函數(shù)娇斩。這是對的,但是知道其中的緣由嗎穴翩?相信你通過上述的解釋應(yīng)該也有所明白了成洗。不過在這邊再分析一下。
你可能已經(jīng)注意到了在創(chuàng)建階段 let
和 const
定義的變量沒有任何與之關(guān)聯(lián)的值藏否,但 var
定義的變量設(shè)置為 undefined
瓶殃。
這是因為在創(chuàng)建階段,代碼會被掃描并解析變量和函數(shù)聲明副签,其中函數(shù)聲明存儲在環(huán)境中遥椿,而變量會被設(shè)置為 undefined
(在 var
聲明變量的情況下)或保持未初始化(在 let
和const
聲明變量的情況下)基矮。
這就是為什么你可以在聲明之前訪問var
定義的變量(盡管是 undefined
),但如果在聲明之前訪問let
和const
定義的變量就會提示引用錯誤的原因冠场。
這就是我們所謂的變量提升
家浇。
思考題:
console.log('step1:',a)
var a = 'artiely'
console.log('step2:',a)
function bar (a){
console.log('step3:',a)
a = 'TJ'
console.log('step4:',a)
function a(){
}
}
bar(a)
console.log('step5:',a)
對外部環(huán)境的引用
上面代碼如果我們改用調(diào)用方式如下:
let a = 20
const b = 30
var c
function multiply() {
var g = 20
return a * b * g
}
c = multiply()
其實你會發(fā)現(xiàn)結(jié)果是一樣的
但是 multiply
的執(zhí)行上下文卻發(fā)生一些變化
// 創(chuàng)建
FunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: { length: 0},
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
// Identifier bindings go here
g: undefined
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
// 執(zhí)行
FunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: { length: 0},
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
// Identifier bindings go here
g: 20
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
multiply()
執(zhí)行的時候會直接在 outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
中查找a,b
對外部環(huán)境的引用意味著它可以訪問其外部詞法環(huán)境。這意味著如果在當(dāng)前詞法環(huán)境中找不到它們碴裙,JavaScript 引擎可以在外部環(huán)境中查找變量钢悲。這就是之前說的 作用域鏈
閉包
MDN 解釋 閉包是由函數(shù)以及創(chuàng)建該函數(shù)的詞法環(huán)境組合而成。這個環(huán)境包含了這個閉包創(chuàng)建時所能訪問的所有局部變量
這是我認為對閉包最合理的解釋了舔株,就看你怎么理解閉包的機制了莺琳。
其實閉包與作用域鏈有著密切的關(guān)系。
首先我們來看看什么樣的代碼會產(chǎn)生閉包载慈。
function foo() {
var name = 'artiely'
function bar() {
console.log(`hello `)
}
bar()
}
foo()
以上代碼是有閉包嗎惭等?沒有~
function foo() {
var name = 'artiely'
function bar() {
console.log(`hello ${name}`)
}
bar()
}
foo()
我們只做了微小的調(diào)整,現(xiàn)在就有閉包了,我們只是在bar
中加入了name
得引用
上面的代碼還可以寫成這樣
// 或者
function foo() {
var name = 'artiely'
return function bar() {
console.log(`hello ${name}`)
}
}
foo()()
對于閉包的形成我進行了如下的幾點歸納
- A 函數(shù)內(nèi)必須有 B 函數(shù)的聲明办铡;
- B 函數(shù)必須引用 A 函數(shù)的變量辞做;
- B 函數(shù)被調(diào)用(當(dāng)然前提是 A 函數(shù)被調(diào)用)
以上 3 點缺一不可
我們來分析一下上面代碼的執(zhí)行上下文
// 創(chuàng)建
fooFunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: { length: 0},
bar: < func >,
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
name: undefined
},
outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
// 執(zhí)行 略
// 創(chuàng)建
barFunctionExectionContext = {
LexicalEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
Arguments: { length: 0},
},
outer: <fooLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>,
},
VariableEnvironment: {
EnvironmentRecord: {
Type: "Declarative",
},
outer: <fooLexicalEnvironment>,
ThisBinding: <Global Object or undefined>
}
}
// 執(zhí)行 略
這里因為bar
的創(chuàng)建存在著對fooLexicalEnvironment
里變量的引用,雖然foo
可能執(zhí)行已結(jié)束但變量不會被回收寡具。這種機制被叫做閉包
閉包是由函數(shù)以及創(chuàng)建該函數(shù)的詞法環(huán)境組合而成秤茅。這個環(huán)境包含了這個閉包創(chuàng)建時所能訪問的所有局部變量
我們結(jié)合上面例子重新分解一下這句話
閉包是由函數(shù)bar
以及創(chuàng)建該函數(shù)foo
的詞法環(huán)境組合而成。這個環(huán)境包含了這個閉包創(chuàng)建時所能訪問的所有局部變量name
但是從chrome的理解童叠,閉包并沒有包含所能訪問的所有局部變量嫂伞,僅僅包含所被引用的變量。
this 綁定
在全局執(zhí)行上下文中拯钻,值是 this 指全局對象帖努。(在瀏覽器中,this 指的是 Window 對象)粪般。
在函數(shù)執(zhí)行上下文中拼余,值 this 取決于函數(shù)的調(diào)用方式。如果它由對象引用調(diào)用亩歹,則將值 this 設(shè)置為該對象匙监,否則,將值 this 設(shè)置為全局對象或 undefined(在嚴格模式下)小作。例如:
let person = {
name: 'peter',
birthYear: 1994,
calcAge: function() {
console.log(2018 - this.birthYear)
}
}
person.calcAge()
// 'this' 指向 'person', 因為 'calcAge' 是被 'person' 對象引用調(diào)用的亭姥。
let calculateAge = person.calcAge
calculateAge()
// 'this' 指向全局 window 對象,因為沒有給出任何對象引用
注意所有的()()
自調(diào)用的函數(shù) this 都是指向Global Object
的既瀏覽器中的window
最后
如果本文對你有幫助或覺得不錯請幫忙點贊,如有疑問請留言顾稀。
其他參考:
https://hackernoon.com/execution-context-in-javascript-319dd72e8e2c
https://hackernoon.com/javascript-execution-context-and-lexical-environment-explained-528351703922