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。

执行上下文 Execution Context

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 scopelocal 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。

执行栈/调用栈

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。
  • 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。

执行上下文阶段

执行上下文主要有两个阶段:创建阶段执行阶段,接下来我们将逐一进行介绍。

创建阶段

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}

执行阶段

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:letconst 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 letconst
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。

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