关于前端:深入理解JavaScript执行上下文与调用栈

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在说一个概念前，咱们须要确定它的前提，此文以 ECMAScript5 为根底撰写

执行上下文就是一段代码执行时所带的所有信息

《重学前端》的作者 winter 已经对什么是执行上下文做过这样的解释：

JavaScript 规范把一段代码（包含函数），执行所需的所有信息定义为：“执行上下文

并且他整顿出在不同 ECMAScript 版本中执行上下文所代表的含意：

执行上下文在 ES3 中，蕴含三个局部。

scope：作用域，也经常被叫做作用域链

variable object：变量对象，用来存储变量的对象

this value：this 值

在 ES5 中，咱们改良了命名形式，把执行上下文最后的三个局部改成上面这个样子

lexical environment：词法环境，当获取变量时应用

variable environment：变量环境，当申明变量时应用

this value：this 值

在 ES2018 中，执行上下文又变成了这个样子，this 值被纳入 lexical environment，然而减少了不少内容

lexical environment：词法环境，当获取变量或者 this 值时应用

variable environment：变量环境，当申明变量时应用

code evaluation state: 用于复原代码执行地位

Function：执行的工作是函数时应用，示意正在被执行的函数

ScriptOrModule：执行的工作是脚本或者模块时应用，示意正在被执行的代码

Realm：应用的根底库和内置对象实力

Generator：仅生成器上下文有这个属性，示意以后生成器

总结的很残缺，依照 选新不选旧 准则，本文应该以 ES2022 为切入点开展，最次也要 ES2018，但支流的解释执行上下文都以 ES3/ES5 为例，衡量之后，笔者将以 ES5 为根底撰写执行上下文，并在后续补充阐明 ES3 中的执行上下文

咱们在讲词法环境时，已经画过一张执行生命周期图，过后所讲的词法环境是在 （预）编译阶段 产生，当初讲的执行上下文是在引擎 执行阶段 进行

一段代码如果要执行，首先会往调用栈（call stack）中压入全局执行上下文；再创立词法环境，此时变量该晋升晋升，函数该晋升晋升，并将这些变量注销到词法环境中（编译阶段）；接着进入执行阶段，执行可执行代码，该赋值赋值，遇到函数，就创立一个函数执行上下文，并往调用栈中压入该函数的执行上下文；而后创立该函数的词法环境，当该函数执行完后，从调用栈中弹出；重复循环，到最初调用栈中只剩一个全局执行上下文，除非你敞开浏览器，不然全局执行上下文不会弹出

咱们要往调用栈中压入执行上下文，调用栈的数据结构为 栈。特点为先进后出

如果咱们的代码是这样的

var a = 1;

function foo() {function bar() {console.log(a);
    }

    bar();}

function baz() {foo();
}

baz();

那么执行过程应该是这样：

图中的蓝色方块为 执行上下文 ，里面黑框白底的区域就是模仿 调用栈。整个过程遵循先进后出的准则

在任何代码执行之前，先创立全局执行上下文，并往调用栈中压栈（编译阶段）
创立词法环境，注销函数申明和变量申明（编译阶段）
引擎执行到 baz()，创立 baz() 的函数执行上下文，并往调用栈中压栈
函数 baz() 调用 foo()，创立 foo() 执行上下文，并将其压入调用栈中，
函数 foo() 调用 bar()，创立 bar() 执行上下文，并将其压入调用栈，
函数 bar() 执行 console.log()，同理将其压入调用栈，
执行完 console.log() 后，被弹出
函数 bar() 执行结束，弹出调用栈
函数 foo() 也执行结束，弹出调用栈
函数 baz() 同样执行结束，弹出调用栈

只剩下全局执行上下文，留在栈底

在这里，咱们看到 console.log() 也被压入到执行栈中，不禁有个思考，哪些代码元素会被执行到调用栈中呢？

事实上，不仅仅是 function 能够作为执行上下文在执行栈中运行，在 JavaScript 里定义了四种可执行代码：

global code：整个 js 文件
function code：函数代码
module：模块代码
eval code：放在 eval 的代码

所以才会看到 console.log() 被压入调用栈中，因为它属于 global code

JavaScript 引擎是依照可执行代码来执行代码的，每次执行步骤如下：

创立一个新的执行上下文（Execution Context）
创立一个新的词法环境（Lexical Environment）
把 LexicalEnvironment 和 VariableEnvironment 指向新创建的词法环境
把这个执行上下文压入执行栈并成为正在运行的执行上下文
执行代码
执行完结后，把这个执行上下文弹出执行栈

到当初，咱们曾经晓得 JavaScript 是如何治理执行上下文的，当初让咱们理解一下 JavaScript 引擎是怎么创立执行上下文的

创立执行上下文有两个阶段：1) 创立阶段 和 2) 执行阶段

在 JavaScript 代码执行前，执行上下文将经验创立阶段。在创立阶段会产生以下三件事：

this 值的确定，即咱们所熟知的 this 绑定。
创立 词法环境组件（LexicalEnvironment component）
创立 变量环境组件（VariableEnvironment component）

所以执行上下文在概念上示意如下：

ExecutionContext = {
    ThisBinding = <this value>,
    LexicalEnvironment = {...},
    VariableEnvironment = {...},
}

这里须要再多嘴一句：

在很多文章中咱们看到执行上下文只有 LexicalEnvironment 和 VariableEnvironment，并没有 this。那是因为在 ES2018 后，this 就归纳到 LexicalEnvironment（如上文 winter 所说），但本文是以 ES5 为根底撰写，故此版本的执行上下文中是有 this 的

this 的指向很简略，谁调用我，我只想谁

在执行上下文中，this 就指向那个调用者

这两”姐妹“有点像，只是分工不同。

变量环境组件（VariableEnvironment component） 用来注销 var、function 等变量申明

词法环境组件（LexicalEnvironment component） 用来注销 let、const、class 等变量申明

按上例能够这么画图：

LexicalEnvironment 和 VariableEnvironment 则都是词法环境（Lexical Environment）。很多文章中常把 LexicalEnvironment 了解成词法环境，这是不对的，LexicalEnvironment 是一个单词，示意执行上下文中的是标识 let、const、class 等变量申明，而 VariableEnvironment 则是标识 var、function 等变量申明

如果非要用中文来示意 LexicalEnvironment 的话，我更违心用 词法环境组件 来示意；同理，VariableEnvironment 则用 变量环境组件 来示意

对我而言，变量环境组件和词法环境组件就好比”装黄豆瓶“和”装绿豆瓶“，一个负责装黄豆（var，function），一个负责装绿豆（let，const，class），它们指向词法环境，实质是从词法环境中拿数据

所以无论是词法环境组件还是变量环境组件，都有一个环境记录器和一个 outer 对象，其中环境记录器记录变量，outer 指向父级作用域

具体能够看 ECMAScript 6 规范中的第八节具体理解一下

回头看上述例子：

bar() 函数中的 console.log(a)，本环境记录器中找不到，就引着 outer 找，在 window 中找到变量 a，赋值后，弹出，foo() 执行完后也弹出，baz() 执行完弹出，留下全局执行上下文在栈底

之前在说词法环境时，咱们曾下过这样的定义：outer 就是指向词法环境的父级词法环境（作用域）

然而这里就有个纳闷了，outer 既然指词法环境的父级作用域，那作用域链从那里来？

以下面的 demo 为例，bar 的执行上下文的伪代码：

BarExecutionContext = {
    ThisBinding = <Global Object>,
    LexicalEnvironment = {EnvironmentRecord: { ...},
        outer: <FooLexicalEnvironment>
    },
    VariableEnvironment = {EnvironmentRecord: { ...},
        outer: <FooLexicalEnvironment>
    },
}

bar 的 outer 指向 foo 执行上下文，foo 的 outer 指向 window，变量先从以后执行作用域查找变量，如果找不到，就引着 outer 持续查找。这一过程中，bar 作用域—foo 作用域—window 作用域。

当代码要拜访一个变量时——首先会搜寻以后词法环境，而后搜寻外部环境，而后搜寻更内部的环境，以此类推，直到全局词法环境

而咱们潜意识中的”作用域链“是在 ES3 中的才有的，因为那个时候的执行上下文中有 scope（作用域），以后作用域找不到变量，就往外层作用域中找，而后再到更外层的作用域找，晓得全局作用域，作用域与作用域之间以链表的模式连贯着，这就是作用域链

分三种

全局执行上下文
函数执行上下文
eval 执行上下文

如果你喜爱看无关执行上下文的文章，应该常看到这样的形容，执行上下文由变量对象（Variable object，VO）、作用域链（Scope chain）、this 形成。

其实咱们能够把变量对象（VO）看成是 ES5 中的词法环境，scope 为词法环境中的 outer

例如：

function foo1() {foo2();
}
function foo2() {foo3();
}
function foo3() {foo4();
}
function foo4() {console.lg('foo4');
}
foo1();

失去谬误提醒如图：

或者在 Chrome 中执行代码，打断点失去：

笔者最开始理解执行上下文、执行上下文栈以及闭包时，大家是用变量对象和流动对象来解释的，这是 ES3 时的词汇，而本文是以 ES5 为规范开展

其两者的涵义简略来说，变量对象（Variable object）是与执行上下文相干的对象，存储了在上下文中定义的变量和函数申明。而在函数上下文中，咱们用流动对象（activation object，AO）来示意变量对象

作用域在（预）编译阶段确定，然而作用域链是在执行上下文的创立阶段实现生产的。因为函数在调用时，才会开始创立对应的执行上下文。执行上下文包含了：变量对象、作用域链以及 this 的指向

执行上下文能够了解为函数的执行环境，当函数执行时，都会创立一个执行环境

每次只能有一个执行上下文处于运行状态，因为 JavaScript 是单线程语言，它由执行栈或（叫）调用栈来治理

创立一个函数，就生成了一个作用域；调用一个函数，就生成一个作用域链

执行上下文创立阶段分为绑定 this，创立词法环境，变量环境三步

调用函数时，创立一个新的词法环境

词法环境这个说法，是 ES5 标准中的内容，能够了解为 ES3 中的变量对象，scope 为词法环境中的 outer

在 ES5 中，词法环境 和 变量环境 的一个不同就是前者被用来存储函数申明和变量（let 和 const）绑定，而后者只用来存储 var 变量绑定

在 ES3 时，执行上下文包含了变量对象、作用域链以及 this

在 ES5 时，执行上下文则包含词法环境、变量环境、this。其中词法环境或者变量环境都是由用于环境记录器和 outer 对象组成，其中 outer 指向父级作用域，环境记录器记录自在变量

Q：是不是说在定义时确认了作用域，在调用时确认了作用域链？

A：yes，这里须要留神的是每一个执行上下文都会进行晋升操作

Q：ES5 中的执行上下文的词法环境和编译阶段的词法环境有什么不同？

A：一段 JavaScript 代码在执行之前须要被 JavaScript 引擎编译，编译实现之后，才会进行执行阶段，大抵流程如下：

了解 JavaScript 中的执行上下文和执行栈
Understanding Execution Context and Execution Stack in JavaScript
官网 ES
JavaScript 执行上下文 · 变量对象
老司机也会在闭包相干知识点翻车（上）
一篇文章看懂 JS 执行上下文

深刻了解 JavaScript——开篇
深刻了解 JavaScript——JavaScript 是什么
深刻了解 JavaScript——JavaScript 由什么组成
深刻了解 JavaScript——所有皆对象
深刻了解 JavaScript——Object（对象）
深刻了解 JavaScript——new 做了什么
深刻了解 JavaScript——Object.create
深刻了解 JavaScript——拷贝的机密
深刻了解 JavaScript——原型
深刻了解 JavaScript——继承
深刻了解 JavaScript——JavaScript 中的始皇
深刻了解 JavaScript——instanceof——找祖籍
深刻了解 JavaScript——Function
深刻了解 JavaScript——作用域
深刻了解 JavaScript——this 关键字
深刻了解 JavaScript——call、apply、bind 三大将
深刻了解 JavaScript——立刻执行函数（IIFE）
深刻了解 JavaScript——词法环境

正文完

前端

发表至：前端

2022-10-14

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关于前端:深入理解JavaScript执行上下文与调用栈

前言

一句话解释

执行上下文是什么

执行生命周期

可执行代码

执行步骤

如何创立执行上下文

创立阶段

this 绑定

词法环境组件和变量环境组件

执行上下文有几种

ECMAScript3 中的执行上下文

如何追踪执行上下文栈

对于变量对象与流动对象

总结

Q&A

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