前言
如果你是一名 JavaScript 開發(fā)者，或者想要成為一名 JavaScript 開發(fā)者，那么你必須知道 JavaScript 程序內(nèi)部的執(zhí)行機(jī)制。執(zhí)行上下文和執(zhí)行棧是JavaScript中關(guān)鍵概念之一，是JavaScript難點(diǎn)之一。 理解執(zhí)行上下文和執(zhí)行棧同樣有助于理解其他的 JavaScript 概念如提升機(jī)制、作用域和閉包等。本文盡可能用通俗易懂的方式來介紹這些概念。
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一、執(zhí)行上下文（Execution Context）
1.什么是執(zhí)行上下文
簡(jiǎn)而言之，執(zhí)行上下文就是當(dāng)前 JavaScript 代碼被解析和執(zhí)行時(shí)所在環(huán)境的抽象概念， JavaScript 中運(yùn)行任何的代碼都是在執(zhí)行上下文中運(yùn)行
2.執(zhí)行上下文的類型
執(zhí)行上下文總共有三種類型：
- 全局執(zhí)行上下文： 這是默認(rèn)的、最基礎(chǔ)的執(zhí)行上下文。不在任何函數(shù)中的代碼都位于全局執(zhí)行上下文中。它做了兩件事：1. 創(chuàng)建一個(gè)全局對(duì)象，在瀏覽器中這個(gè)全局對(duì)象就是 window 對(duì)象。2. 將 this 指針指向這個(gè)全局對(duì)象。一個(gè)程序中只能存在一個(gè)全局執(zhí)行上下文。
- 函數(shù)執(zhí)行上下文： 每次調(diào)用函數(shù)時(shí)，都會(huì)為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行上下文。每個(gè)函數(shù)都擁有自己的執(zhí)行上下文，但是只有在函數(shù)被調(diào)用的時(shí)候才會(huì)被創(chuàng)建。一個(gè)程序中可以存在任意數(shù)量的函數(shù)執(zhí)行上下文。每當(dāng)一個(gè)新的執(zhí)行上下文被創(chuàng)建，它都會(huì)按照特定的順序執(zhí)行一系列步驟，具體過程將在本文后面討論。
- Eval 函數(shù)執(zhí)行上下文： 運(yùn)行在 eval 函數(shù)中的代碼也獲得了自己的執(zhí)行上下文，但由于 Javascript 開發(fā)人員不常用 eval 函數(shù)，所以在這里不再討論。
二、執(zhí)行上下文的生命周期
執(zhí)行上下文的生命周期包括三個(gè)階段：創(chuàng)建階段→執(zhí)行階段→回收階段，本文重點(diǎn)介紹創(chuàng)建階段。
1.創(chuàng)建階段
當(dāng)函數(shù)被調(diào)用，但未執(zhí)行任何其內(nèi)部代碼之前，會(huì)做以下三件事：
- 創(chuàng)建變量對(duì)象：首先初始化函數(shù)的參數(shù)arguments，提升函數(shù)聲明和變量聲明。下文會(huì)詳細(xì)說明。
- 創(chuàng)建作用域鏈（Scope Chain）：在執(zhí)行期上下文的創(chuàng)建階段，作用域鏈?zhǔn)窃谧兞繉?duì)象之后創(chuàng)建的。作用域鏈本身包含變量對(duì)象。作用域鏈用于解析變量。當(dāng)被要求解析變量時(shí)，JavaScript 始終從代碼嵌套的最內(nèi)層開始，如果最內(nèi)層沒有找到變量，就會(huì)跳轉(zhuǎn)到上一層父作用域中查找，直到找到該變量。
- 確定this指向：包括多種情況，下文會(huì)詳細(xì)說明
在一段 JS 腳本執(zhí)行之前，要先解析代碼（所以說 JS 是解釋執(zhí)行的腳本語言），解析的時(shí)候會(huì)先創(chuàng)建一個(gè)全局執(zhí)行上下文環(huán)境，先把代碼中即將執(zhí)行的變量、函數(shù)聲明都拿出來。變量先暫時(shí)賦值為undefined，函數(shù)則先聲明好可使用。這一步做完了，然后再開始正式執(zhí)行程序。
另外，一個(gè)函數(shù)在執(zhí)行之前，也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)執(zhí)行上下文環(huán)境，跟全局上下文差不多，不過 函數(shù)執(zhí)行上下文中會(huì)多出this arguments和函數(shù)的參數(shù)。
2.執(zhí)行階段
執(zhí)行變量賦值、代碼執(zhí)行
3.回收階段
執(zhí)行上下文出棧等待虛擬機(jī)回收?qǐng)?zhí)行上下文
三、變量提升和this指向的細(xì)節(jié)
1.變量聲明提升
大部分編程語言都是先聲明變量再使用，但在JS中，事情有些不一樣：
console.log(a)// undefined
var a = 10
上述代碼正常輸出undefined而不是報(bào)錯(cuò)Uncaught ReferenceError: a is not defined,這是因?yàn)槁暶魈嵘╤oisting），相當(dāng)于如下代碼：
var a; //聲明 默認(rèn)值是undefined “準(zhǔn)備工作”
console.log(a);
a=10; //賦值
2.函數(shù)聲明提升
我們都知道，創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)的方法有兩種，一種是通過函數(shù)聲明function foo(){}
另一種是通過函數(shù)表達(dá)式var foo = function(){} ,那這兩種在函數(shù)提升有什么區(qū)別呢？
console.log(f1) // function f1(){}
function f1() {} // 函數(shù)聲明
console.log(f2) // undefined
var f2 = function() {} // 函數(shù)表達(dá)式
接下來我們通過一個(gè)例子來說明這個(gè)問題：
function test() {
foo(); // Uncaught TypeError "foo is not a function"
bar(); // "this will run!"
var foo = function () { // function expression assigned to local variable 'foo'
alert("this won't run!");
}
function bar() { // function declaration, given the name 'bar'
alert("this will run!");
}
}
test();
在上面的例子中，foo()調(diào)用的時(shí)候報(bào)錯(cuò)了，而bar能夠正常調(diào)用。
我們前面說過變量和函數(shù)都會(huì)上升，遇到函數(shù)表達(dá)式 var foo = function(){}時(shí)，首先會(huì)將var foo上升到函數(shù)體頂部，然而此時(shí)的foo的值為undefined,所以執(zhí)行foo()報(bào)錯(cuò)。
而對(duì)于函數(shù)bar(), 則是提升了整個(gè)函數(shù)，所以bar()才能夠順利執(zhí)行。
有個(gè)細(xì)節(jié)必須注意：當(dāng)遇到函數(shù)和變量同名且都會(huì)被提升的情況，函數(shù)聲明優(yōu)先級(jí)比較高，因此變量聲明會(huì)被函數(shù)聲明所覆蓋，但是可以重新賦值。
alert(a);//輸出：function a(){ alert('我是函數(shù)') }
function a(){ alert('我是函數(shù)') }//
var a = '我是變量';
alert(a); //輸出：'我是變量'
function聲明的優(yōu)先級(jí)比var聲明高，也就意味著當(dāng)兩個(gè)同名變量同時(shí)被function和var聲明時(shí)，function聲明會(huì)覆蓋var聲明
這代碼等效于：
function a(){alert('我是函數(shù)')}
var a; //hoisting
alert(a); //輸出：function a(){ alert('我是函數(shù)') }
a = '我是變量';//賦值
alert(a); //輸出：'我是變量'
最后我們看個(gè)復(fù)雜點(diǎn)的例子：
function test(arg){
// 1. 形參 arg 是 "hi"
// 2. 因?yàn)楹瘮?shù)聲明比變量聲明優(yōu)先級(jí)高，所以此時(shí) arg 是 function
console.log(arg);
var arg = 'hello'; // 3.var arg 變量聲明被忽略， arg = 'hello'被執(zhí)行
function arg(){
console.log('hello world')
}
console.log(arg);
}
test('hi');
/* 輸出：
function arg(){
console.log('hello world')
}
hello
*/
這是因?yàn)楫?dāng)函數(shù)執(zhí)行的時(shí)候,首先會(huì)形成一個(gè)新的私有的作用域，然后依次按照如下的步驟執(zhí)行：
- 如果有形參，先給形參賦值
- 進(jìn)行私有作用域中的預(yù)解釋，函數(shù)聲明優(yōu)先級(jí)比變量聲明高，最后后者會(huì)被前者所覆蓋，但是可以重新賦值
- 私有作用域中的代碼從上到下執(zhí)行
3.確定this的指向
先搞明白一個(gè)很重要的概念 —— this的值是在執(zhí)行的時(shí)候才能確認(rèn)，定義的時(shí)候不能確認(rèn)！ 為什么呢 —— 因?yàn)閠his是執(zhí)行上下文環(huán)境的一部分，而執(zhí)行上下文需要在代碼執(zhí)行之前確定，而不是定義的時(shí)候?？慈缦吕樱?/p>
// 情況1
function foo() {
console.log(this.a) //1
}
var a = 1
foo()
// 情況2
function fn(){
console.log(this);
}
var obj={fn:fn};
obj.fn(); //this->obj
// 情況3
function CreateJsPerson(name,age){
//this是當(dāng)前類的一個(gè)實(shí)例p1
this.name=name; //=>p1.name=name
this.age=age; //=>p1.age=age
}
var p1=new CreateJsPerson("尹華芝",48);
// 情況4
function add(c, d){
return this.a + this.b + c + d;
}
var o = {a:1, b:3};
add.call(o, 5, 7); // 1 + 3 + 5 + 7 = 16
add.apply(o, [10, 20]); // 1 + 3 + 10 + 20 = 34
// 情況5
<button id="btn1">箭頭函數(shù)this</button>
<script type="text/javascript">
let btn1 = document.getElementById('btn1');
let obj = {
name: 'kobe',
age: 39,
getName: function () {
btn1.onclick = () => {
console.log(this);//obj
};
}
};
obj.getName();
</script>
接下來我們逐一解釋上面幾種情況
- 對(duì)于直接調(diào)用 foo 來說，不管 foo 函數(shù)被放在了什么地方，this 一定是 window
- 對(duì)于 obj.foo() 來說，我們只需要記住，誰調(diào)用了函數(shù)，誰就是 this，所以在這個(gè)場(chǎng)景下 foo 函數(shù)中的 this 就是 obj 對(duì)象
- 在構(gòu)造函數(shù)模式中，類中(函數(shù)體中)出現(xiàn)的this.xxx=xxx中的this是當(dāng)前類的一個(gè)實(shí)例
- call、apply和bind：this 是第一個(gè)參數(shù)
- 箭頭函數(shù)this指向:箭頭函數(shù)沒有自己的this，看其外層的是否有函數(shù)，如果有，外層函數(shù)的this就是內(nèi)部箭頭函數(shù)的this，如果沒有，則this是window。
四、執(zhí)行上下文棧（Execution Context Stack）
函數(shù)多了，就有多個(gè)函數(shù)執(zhí)行上下文，每次調(diào)用函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行上下文，那如何管理創(chuàng)建的那么多執(zhí)行上下文呢？
JavaScript 引擎創(chuàng)建了執(zhí)行上下文棧來管理執(zhí)行上下文。可以把執(zhí)行上下文棧認(rèn)為是一個(gè)存儲(chǔ)函數(shù)調(diào)用的棧結(jié)構(gòu)，遵循先進(jìn)后出的原則。
從上面的流程圖，我們需要記住幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
- JavaScript執(zhí)行在單線程上，所有的代碼都是排隊(duì)執(zhí)行。
- 一開始瀏覽器執(zhí)行全局的代碼時(shí)，首先創(chuàng)建全局的執(zhí)行上下文，壓入執(zhí)行棧的頂部。
- 每當(dāng)進(jìn)入一個(gè)函數(shù)的執(zhí)行就會(huì)創(chuàng)建函數(shù)的執(zhí)行上下文，并且把它壓入執(zhí)行棧的頂部。當(dāng)前函數(shù)執(zhí)行完成后，當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行上下文出棧，并等待垃圾回收。
- 瀏覽器的JS執(zhí)行引擎總是訪問棧頂?shù)膱?zhí)行上下文。
- 全局上下文只有唯一的一個(gè)，它在瀏覽器關(guān)閉時(shí)出棧。
我們?cè)賮砜磦€(gè)例子：
var color = 'blue';
function changeColor() {
var anotherColor = 'red';
function swapColors() {
var tempColor = anotherColor;
anotherColor = color;
color = tempColor;
}
swapColors();
}
changeColor();
上述代碼運(yùn)行按照如下步驟：
- 當(dāng)上述代碼在瀏覽器中加載時(shí)，JavaScript 引擎會(huì)創(chuàng)建一個(gè)全局執(zhí)行上下文并且將它推入當(dāng)前的執(zhí)行棧
- 調(diào)用 changeColor函數(shù)時(shí)，此時(shí)changeColor函數(shù)內(nèi)部代碼還未執(zhí)行，js執(zhí)行引擎立即創(chuàng)建一個(gè)changeColor的執(zhí)行上下文（簡(jiǎn)稱EC），然后把這執(zhí)行上下文壓入到執(zhí)行棧（簡(jiǎn)稱ECStack）中。
- 執(zhí)行changeColor函數(shù)過程中，調(diào)用swapColors函數(shù)，同樣地，swapColors函數(shù)執(zhí)行之前也創(chuàng)建了一個(gè)swapColors的執(zhí)行上下文，并壓入到執(zhí)行棧中。
- swapColors函數(shù)執(zhí)行完成，swapColors函數(shù)的執(zhí)行上下文出棧，并且被銷毀。
-
changeColor函數(shù)執(zhí)行完成，changeColor函數(shù)的執(zhí)行上下文出棧，并且被銷毀。
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