深入理解JavaScript执行上下文和执行栈

前言如果你是一名 JavaScript 开发者，或者想要成为一名 JavaScript 开发者，那么你必须知道 JavaScript 程序内部的执行机制。执行上下文和执行栈是JavaScript中关键概念之一，是JavaScript难点之一。 理解执行上下文和执行栈同样有助于理解其他的 JavaScript 概念如提升机制、作用域和闭包等。本文尽可能用通俗易懂的方式来介绍这些概念。想阅读更多优质文章请猛戳GitHub博客一、执行上下文（Execution Context）1.什么是执行上下文简而言之，执行上下文就是当前 JavaScript 代码被解析和执行时所在环境的抽象概念， JavaScript 中运行任何的代码都是在执行上下文中运行2.执行上下文的类型执行上下文总共有三种类型：全局执行上下文： 这是默认的、最基础的执行上下文。不在任何函数中的代码都位于全局执行上下文中。它做了两件事：1. 创建一个全局对象，在浏览器中这个全局对象就是 window 对象。2. 将 this 指针指向这个全局对象。一个程序中只能存在一个全局执行上下文。函数执行上下文： 每次调用函数时，都会为该函数创建一个新的执行上下文。每个函数都拥有自己的执行上下文，但是只有在函数被调用的时候才会被创建。一个程序中可以存在任意数量的函数执行上下文。每当一个新的执行上下文被创建，它都会按照特定的顺序执行一系列步骤，具体过程将在本文后面讨论。Eval 函数执行上下文： 运行在 eval 函数中的代码也获得了自己的执行上下文，但由于 Javascript 开发人员不常用 eval 函数，所以在这里不再讨论。二、执行上下文的生命周期执行上下文的生命周期包括三个阶段：创建阶段→执行阶段→回收阶段，本文重点介绍创建阶段。1.创建阶段当函数被调用，但未执行任何其内部代码之前，会做以下三件事：创建变量对象：首先初始化函数的参数arguments，提升函数声明和变量声明。下文会详细说明。创建作用域链（Scope Chain）：在执行期上下文的创建阶段，作用域链是在变量对象之后创建的。作用域链本身包含变量对象。作用域链用于解析变量。当被要求解析变量时，JavaScript 始终从代码嵌套的最内层开始，如果最内层没有找到变量，就会跳转到上一层父作用域中查找，直到找到该变量。确定this指向：包括多种情况，下文会详细说明在一段 JS 脚本执行之前，要先解析代码（所以说 JS 是解释执行的脚本语言），解析的时候会先创建一个全局执行上下文环境，先把代码中即将执行的变量、函数声明都拿出来。变量先暂时赋值为undefined，函数则先声明好可使用。这一步做完了，然后再开始正式执行程序。另外，一个函数在执行之前，也会创建一个函数执行上下文环境，跟全局上下文差不多，不过 函数执行上下文中会多出this arguments和函数的参数。2.执行阶段执行变量赋值、代码执行3.回收阶段执行上下文出栈等待虚拟机回收执行上下文三、变量提升和this指向的细节1.变量声明提升大部分编程语言都是先声明变量再使用，但在JS中，事情有些不一样：console.log(a)// undefinedvar a = 10上述代码正常输出undefined而不是报错Uncaught ReferenceError: a is not defined,这是因为声明提升（hoisting），相当于如下代码：var a; //声明 默认值是undefined “准备工作”console.log(a);a=10; //赋值2.函数声明提升我们都知道，创建一个函数的方法有两种，一种是通过函数声明function foo(){}另一种是通过函数表达式var foo = function(){} ,那这两种在函数提升有什么区别呢？console.log(f1) // function f1(){}function f1() {} // 函数声明console.log(f2) // undefinedvar f2 = function() {} // 函数表达式接下来我们通过一个例子来说明这个问题：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()调用的时候报错了，而bar能够正常调用。我们前面说过变量和函数都会上升，遇到函数表达式 var foo = function(){}时，首先会将var foo上升到函数体顶部，然而此时的foo的值为undefined,所以执行foo()报错。而对于函数bar(), 则是提升了整个函数，所以bar()才能够顺利执行。有个细节必须注意：当遇到函数和变量同名且都会被提升的情况，函数声明优先级比较高，因此变量声明会被函数声明所覆盖，但是可以重新赋值。alert(a);//输出：function a(){ alert(‘我是函数’) }function a(){ alert(‘我是函数’) }//var a = ‘我是变量’;alert(a); //输出：‘我是变量’function声明的优先级比var声明高，也就意味着当两个同名变量同时被function和var声明时，function声明会覆盖var声明这代码等效于：function a(){alert(‘我是函数’)} var a; //hoistingalert(a); //输出：function a(){ alert(‘我是函数’) }a = ‘我是变量’;//赋值alert(a); //输出：‘我是变量’最后我们看个复杂点的例子：function test(arg){ // 1. 形参 arg 是 “hi” // 2. 因为函数声明比变量声明优先级高，所以此时 arg 是 function console.log(arg); var arg = ‘hello’; // 3.var arg 变量声明被忽略， arg = ‘hello’被执行 function arg(){ console.log(‘hello world’) } console.log(arg); }test(‘hi’);/* 输出：function a() { console.log(‘fun’); }hello */这是因为当函数执行的时候,首先会形成一个新的私有的作用域，然后依次按照如下的步骤执行：如果有形参，先给形参赋值进行私有作用域中的预解释，函数声明优先级比变量声明高，最后后者会被前者所覆盖，但是可以重新赋值私有作用域中的代码从上到下执行3.确定this的指向先搞明白一个很重要的概念 —— this的值是在执行的时候才能确认，定义的时候不能确认！ 为什么呢 —— 因为this是执行上下文环境的一部分，而执行上下文需要在代码执行之前确定，而不是定义的时候。看如下例子：// 情况1function foo() { console.log(this.a) //1}var a = 1foo()// 情况2function fn(){ console.log(this);}var obj={fn:fn};obj.fn(); //this->obj// 情况3function CreateJsPerson(name,age){//this是当前类的一个实例p1this.name=name; //=>p1.name=namethis.age=age; //=>p1.age=age}var p1=new CreateJsPerson(“尹华芝”,48);// 情况4function 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 = 16add.apply(o, [10, 20]); // 1 + 3 + 10 + 20 = 34// 情况5<button id=“btn1”>箭头函数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>接下来我们逐一解释上面几种情况对于直接调用 foo 来说，不管 foo 函数被放在了什么地方，this 一定是 window对于 obj.foo() 来说，我们只需要记住，谁调用了函数，谁就是 this，所以在这个场景下 foo 函数中的 this 就是 obj 对象在构造函数模式中，类中(函数体中)出现的this.xxx=xxx中的this是当前类的一个实例call、apply和bind：this 是第一个参数箭头函数this指向:箭头函数没有自己的this，看其外层的是否有函数，如果有，外层函数的this就是内部箭头函数的this，如果没有，则this是window。四、执行上下文栈（Execution Context Stack）函数多了，就有多个函数执行上下文，每次调用函数创建一个新的执行上下文，那如何管理创建的那么多执行上下文呢？JavaScript 引擎创建了执行上下文栈来管理执行上下文。可以把执行上下文栈认为是一个存储函数调用的栈结构，遵循先进后出的原则。从上面的流程图，我们需要记住几个关键点：JavaScript执行在单线程上，所有的代码都是排队执行。一开始浏览器执行全局的代码时，首先创建全局的执行上下文，压入执行栈的顶部。每当进入一个函数的执行就会创建函数的执行上下文，并且把它压入执行栈的顶部。当前函数执行完成后，当前函数的执行上下文出栈，并等待垃圾回收。浏览器的JS执行引擎总是访问栈顶的执行上下文。全局上下文只有唯一的一个，它在浏览器关闭时出栈。我们再来看个例子：var color = ‘blue’;function changeColor() { var anotherColor = ‘red’; function swapColors() { var tempColor = anotherColor; anotherColor = color; color = tempColor; } swapColors();}changeColor();上述代码运行按照如下步骤：当上述代码在浏览器中加载时，JavaScript 引擎会创建一个全局执行上下文并且将它推入当前的执行栈调用 changeColor函数时，此时changeColor函数内部代码还未执行，js执行引擎立即创建一个changeColor的执行上下文（简称EC），然后把这执行上下文压入到执行栈（简称ECStack）中。执行changeColor函数过程中，调用swapColors函数，同样地，swapColors函数执行之前也创建了一个swapColors的执行上下文，并压入到执行栈中。swapColors函数执行完成，swapColors函数的执行上下文出栈，并且被销毁。changeColor函数执行完成，changeColor函数的执行上下文出栈，并且被销毁。给大家推荐一个好用的BUG监控工具Fundebug，欢迎免费试用！欢迎关注公众号：前端工匠，你的成长我们一起见证！如果你感觉有收获，欢迎给我打赏,以激励我更多输出优质开源内容参考文章了解JavaScript的执行上下文前端面试之道深入理解javascript原型和闭包系列【译】理解 Javascript 执行上下文和执行栈深入理解JavaScript中的作用域和上下文前端基础进阶（二）：执行上下文详细图解深入理解JS中声明提升、作用域（链）和this关键字