JS篇JavaScript-执行上下文和提升

jiezi

5 年前

我们通常将 JavaScript 归类为动态或解释执行语言，但实际上它也是一门编译语言，它有自己的编译器形式，运行在 JavaScript 引擎 中。

每个 Web 浏览器都有自己的 JavaScript 引擎形式：Chrome 有 V8，Mozilla 有 SpiderMonkey 等。这些 JavaScript 引擎的共同点都是将 JavaScript 代码转换为编译器可以理解的语言，然后执行它。

当 JavaScript 代码运行的时候，运行 JavaScript 代码的环境形成了执行上下文，执行上下文决定代码可以访问哪些变量、函数、对象等。

我们将执行上下文简单视为运行当前代码的 environment / scope，我们知道作用域分为 global scope 和 local scope。

类似的，执行上下文也分为不同的类型：

全局执行上下文 – 代码首次执行时候的默认环境，在代码的整个执行过程中，只用一个全局执行上下文。

函数执行上下文 – 每当执行流程进入到一个函数体内部的时候，就会创建一个函数执行上下文，可以有任意数量的函数执行上下文。

JavaScript 是单线程的，浏览器只分配给 JavaScript 一个主线程，一次只能执行一个任务（函数），因此它在执行栈中对其他操作（事件和函数执行）形成一个任务队列，排队等候执行。

每当在浏览器中加载脚本时，栈 stack 中的第一个元素就是 全局执行上下文 。当有函数执行时，将创建一个 函数执行上下文 ，并将其置于 全局执行上下文 之上。一旦函数执行完成，它就会从执行堆栈中弹出，并将控制权交给它下面的上下文中。结合上面说到的，我们看一个例子：

var name = "global variable";
console.log(name)

function func1() {console.log("func1 被调用了。")
  func2();}
function func2() {console.log("func2 被调用了。");
}
func1();

当上述代码在浏览器中加载时:

Javascript 引擎创建一个全局执行上下文 global execution context 并将其推送到当前执行栈。
接着进行 func1() 被调用，然后 Javascript 引擎为该函数创建一个新的函数执行上下文 function execution context 并将其推送到全局执行上下文的顶部。
在执行 func1() 过程中，发现 func2() 被调用，Javascript 引擎为该函数创建一个新的执行上下文，并将其推送到 func1() 执行上下文的顶部。
当 func2() 函数完成时，其执行上下文从当前堆栈弹出，将控制权交给其下面的执行上下文，即 func1() 函数执行上下文。
func1() 完成后，其执行堆栈将从堆栈中删除，将控制权交给全局执行上下文。一旦执行了所有代码，JavaScript 引擎就会从当前堆栈中删除全局执行上下文。

执行上下文主要有两个阶段：创建阶段 和执行阶段，接下来我们将逐一进行介绍。

在函数执行发生之前，JavaScript 引擎会做如下事情：

首先，为每个函数或变量创建与外部环境的连接，这些函数形成作用域链 scope chain。作用链告诉执行上下文它应该包含什么，以及它应该在哪里查找解析函数的引用和变量的值。（对于全局环境，外部环境为 null。在全局作用域内的所有环境都将把全局环境作为其外部环境）。
扫描作用链后，将创建一个 环境存储器 ，其中 全局上下文 的创建和引用（Web 浏览器中的窗口），变量、函数和函数参数的创建和引用在 内存 中完成。
最后，在第一步中创建的每个执行上下文中确定 this 关键字的值（对于全局执行上下文，this 指向 window）。

我们可以将 创建阶段 使用伪代码这样表示：

creationPhase = { // 创建阶段
  'outerEnvironmentConnection': { // 创建外部连接
        // 形成作用域链
   },    
   'variableObjectMapping': {// 变量、函数和函数参数的创建和引用在内存中完成。},
   'valueOfThis': {},  // 确定 this 的值}

这是代码在 创建阶段 形成的执行上下文中的运行的阶段，并且逐行分配变量值。

当执行开始时，JavaScript 引擎在其创建阶段对象中查找执行函数的引用。如果在当前对象中没有找到，它将沿着 作用域链 继续向上查找，直到它到达全局环境。

如果在全局环境中找不到函数引用，则将返回错误。如果找到了引用并且函数正确执行，那么这个特定 函数的执行上下文 将从栈中弹出，接着 JavaScript 引擎将移动到下一个函数，它们的 函数执行上下文 将被加入到栈中并执行，以此类推。

让我们通过示例来看看上面的两个阶段，以便更好地理解它。

let name = "webinfoq";
var title = "execution context";
const message = "hello world";

function func1(num) {
  var author = "deepak";
  let value = 3;
  let func2 = function multiply() {return num * value;}
  const fixed = "Divine";
  function addFive() {return num + 5;}
}
func1(10);

因此，全局执行上下文 将如下表示：

globalExecutionObj = {  // 全局执行 s 上下文
    outerEnvironmentConnection: null,  // 全局上下文外部环境为 null
    variableObjectMapping: { 
        name: uninitialized,  // 在创建阶段，let 声明的变量是未初始化状态
        title: undefined,   // var 声明的变量表示为未定义
        date: uninitialized, // 在创建阶段，const 声明的变量是未初始化状态
        func1: <func1 reference>,  func1 地址引用
    },
    this: window //Global Object  
}

注意：let 和 const 定义的变量在创建阶段没有任何与之关联的值，但 var 定义的变量在创建阶段为 undefined，
这就是为什么可以在 var 声明之前访问变量，(得到的是 undefined)，在 let 和 const
声明之前访问会报错（暂时性死区）。

这就是所谓的 变量提升，所有使用 var 声明的变量都会被提升到作用域的顶部。

在 执行阶段 ，完成对变量的赋值等操作。因此，在 执行阶段，全局执行上下文global execution 看起来像这样：

globalExectutionObj = {  // 全局执行上下文
    outerEnvironmentConnection: null,
    variableObjectMapping: {
        name: "webinfoq",
        title: "execution context",
        message: "hello world",
        func1: pointer to function func1, // 指向 func1 的指针
    },
    this: window //Global Object
}

当执行到 func1() 时，将形成新的函数执行上下文 function execution global，创建阶段如下所示：

func1ExecutionObj = {  // func1 函数执行上下文
    outerEnvironmentConnection: Global,  // 外部环境为全局环境
    variableObjectMapping: {
       arguments: {
            0: 10,
            length: 1
        },
        num: 10,
        author: undefined,  // var 声明的
        value: uninitialized,  // let 声明的
        func2: uninitialized,  // let 声明的
        fixed: uninitialized,  // const 声明
        addFive: pointer to function addFive()  // 指向函数 addFive 的指针},
    this: Global Object or undefined  
}

执行阶段：

func1ExecutionObj = {
    outerEnvironmentConnection: Global,  
    variableObjectMapping: {
       arguments: {  // 先处理 arguments 参数
            0: 10,
            length: 1
        },
        num: 10,
        author: "deepak",  // 变量 f 赋值
        val: 3,
        func2: pointer to function func2() 
        fixed: "Divine"
        addFive: pointer to function addFive()},
    this: Global Object or undefined
}

Javascript 引擎创建 执行上下文 ， 调用栈 。当有函数执行时，引擎就会创建一个新的 函数执行上下文。最后所用函数执行完成后，将更新全局环境，然后全局代码完成，程序结束。

了解更多请关注微信公众号：webinfoq。

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执行上下文 Execution Context

执行栈 / 调用栈

执行上下文阶段

创建阶段

执行阶段