JavaScript执行上下文和执行栈

时间  2019-11-07
标签 javascript 执行 上下文 行栈 栏目 JavaScript 繁體版
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若是你是一名 JavaScript 开发者，那么你必须理解执行上下文和执行栈。javascript

正确理解执行上下文和执行栈的概念将有助于你成为一名更好的 JavaScript 开发人员。java

执行上下文（Execution Context）

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。express

执行上下文的类型

执行上下文总共有三种类型：编程

  • 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。浏览器

    它作了两件事：app

    1. 建立一个全局对象，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，都会为该函数建立一个新的执行上下文。每一个函数都拥有本身的执行上下文，可是只有在函数被调用的时候才会被建立。一个程序中能够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建立，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。编程语言

  • Eval 函数执行上下文： 运行在eval 函数中的代码也得到了本身的执行上下文，但因为 Javascript 开发人员不经常使用 eval 函数，因此在这里再也不讨论。函数

执行上下文的生命周期

建立阶段【当函数被调用，但未执行任何其内部代码以前】

  • 建立变量对象post

    首先初始化函数的参数arguments，提高函数声明和变量声明ui

  • 初始化做用域链

    在执行上下文的建立阶段，做用域链是在建立变量对象以后建立的。做用域链自己包含变量对象。做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，若是最内层没有找到变量，就会跳转到上一层父做用域中查找，直到找到该变量。

  • 求出上下文内部“this”的值

    包括多种状况，下文会详细说明

能够将每一个执行上下文抽象为一个对象并有三个属性：

executionContextObj = {
    variableObject: { /*函数 arguments/参数，内部变量和函数声明 */ }, 
    scopeChain: { /* 变量对象（variableObject）+ 全部父执行上下文的变量对象*/ }, 
    this: {} 
}
复制代码

执行阶段

在此阶段，完成对全部变量的分配，最后执行代码

执行阶段

执行上下文出栈等待垃圾回收机制回收该执行上下文

让咱们看一个例子：

function foo(i) {
    var a = 'hello';
    var b = function privateB() {

    };
    function c() {

    }
}

foo(22);
复制代码

当调用foo(22)时，建立状态像下面这样：

fooExecutionContext = {
    variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,
            length: 1
        },
        i: 22,
        c: pointer to function c() a: undefined, b: undefined }, scopeChain: { ... },
    this: { ... }
}
复制代码

真如你看到的，建立状态负责处理定义属性的名字，不为他们指派具体的值，以及形参/实参的处理。一旦建立阶段完成，进入执行阶段，看下函数执行完成后的样子：

fooExecutionContext = {
    variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,
            length: 1
        },
        i: 22,
        c: pointer to function c() a: 'hello', b: pointer to function privateB() }, scopeChain: { ... },
    this: { ... }
}
复制代码

在一段 JS 脚本执行以前，要先解析代码（因此说 JS 是解释执行的脚本语言），解析的时候会先建立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，函数则先声明好可以使用。这一步作完了，而后再开始正式执行程序。

另外，一个函数在执行以前，也会建立一个函数执行上下文环境，跟全局上下文差很少，不过 函数执行上下文中会多出this arguments和函数的参数。

执行栈

执行栈，在其余编程语言中也被叫作调用栈，具备 LIFO（后进先出）结构，用于存储在代码执行期间建立的全部执行上下文。

当JavaScript引擎首次读取你的脚本时，它会建立一个全局执行上下文并将其推入当前的执行栈。每当发生一个函数调用，引擎都会为该函数建立一个新的执行上下文并将其推到当前执行栈的顶端。

JavaScript引擎会运行执行上下文在执行栈顶端的函数，当此函数运行完成后，其对应的执行上下文将会从执行栈中弹出，上下文控制权将移到当前执行栈的下一个执行上下文。

  • 案例:

    (function foo(i) {
    if (i === 3) {
        return;
    }
    else {
        foo(++i);
    }
}(0));
复制代码

    这代码调用本身三次，每次给i的值加一。每次foo函数被调用，将建立一个新的执行上下文。一旦上下文执行完毕，它将被从栈顶弹出，并将控制权返回给下面的上下文，直到只剩全局上下文能为止。

    var color = 'blue';
function changeColor() {
    var anotherColor = 'red';
    function swapColors() {
        var tempColor = anotherColor;
        anotherColor = color;
        color = tempColor;
    }
    swapColors();
}
changeColor();
复制代码

    上述代码运行按照以下步骤：

    • 当上述代码在浏览器中加载时，JavaScript 引擎会建立一个全局执行上下文而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执行引擎当即建立一个changeColor的执行上下文（简称EC），而后把这执行上下文压入到执行栈（简称ECStack）中。
    • 执行changeColor函数过程当中，调用swapColors函数，一样地，swapColors函数执行以前也建立了一个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，而且被销毁。
    • changeColor函数执行完成，changeColor函数的执行上下文出栈，而且被销毁。

关于执行栈（调用栈），有5个须要记住的关键点：

  • 单线程
  • 同步执行，只有栈顶的上下文处于执行中，其余上下文须要等待
  • 全局上下文只有惟一的一个，它在浏览器关闭时出栈
  • 函数的执行上下文的个数没有限制
  • 每次某个函数被调用，就会有个新的执行上下文为其建立，即便是调用的自身函数，也是如此。

变量提高

变量声明提高

大部分编程语言都是先声明变量再使用，但在JS中，事情有些不同：

console.log(a)// undefined
var a = 10
复制代码

上述代码正常输出undefined而不是报错Uncaught ReferenceError: a is not defined,这是由于声明提高（hoisting），至关于以下代码：

var a; //声明 默认值是undefined “准备工做”
console.log(a);
a=10; //赋值
复制代码

函数声明提高

咱们都知道，建立一个函数的方法有两种，一种是经过函数声明function foo(){} 另外一种是经过函数表达式var foo = function(){} ,那这两种在函数提高有什么区别呢？

console.log(f1) // function f1(){}
function f1() {} // 函数声明
console.log(f2) // undefined
var f2 = function() {} // 函数表达式
复制代码

接下来咱们经过一个例子来讲明这个问题：

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();
复制代码

在上面的例子中，foo()调用的时候报错了，而bar可以正常调用。

咱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,因此执行foo()报错。 而对于函数bar(), 则是提高了整个函数，因此bar()才可以顺利执行。

有个细节必须注意：当遇到函数和变量同名且都会被提高的状况，函数声明优先级比较高，所以变量声明会被函数声明所覆盖，可是能够从新赋值。

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'
复制代码

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;    //hoisting
alert(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'
复制代码

最后咱们看个复杂点的例子：

function test(arg){
    // 1. 形参 arg 是 "hi"
    // 2. 由于函数声明比变量声明优先级高，因此此时 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 arg(){ console.log('hello world') } hello */
复制代码

这是由于当函数执行的时候,首先会造成一个新的私有的做用域，而后依次按照以下的步骤执行：

  • 若是有形参，先给形参赋值
  • 进行私有做用域中的预解释，函数声明优先级比变量声明高，最后后者会被前者所覆盖，可是能够从新赋值
  • 私有做用域中的代码从上到下执行

肯定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！ 为何呢 —— 由于this是执行上下文环境的一部分，而执行上下文须要在代码执行以前肯定，而不是定义的时候。看以下例子：

// 状况1
function foo() {
  console.log(this.a) //1
}
var a = 1
foo()

// 状况2
function fn(){
  console.log(this);
}
var obj={fn:fn};
obj.fn(); //this->obj

// 状况3
function CreateJsPerson(name,age){
//this是当前类的一个实例p1
this.name=name; //=>p1.name=name
this.age=age; //=>p1.age=age
}
var p1=new CreateJsPerson("尹华芝",48);

// 状况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

// 状况5
let btn1 = document.getElementById('btn1');
let obj = {
    name: 'kobe',
    age: 39,
    getName: function () {
        btn1.onclick = () => {
            console.log(this);//obj
        };
    }
};
obj.getName();
复制代码

接下来咱们逐一解释上面几种状况

  • 对于直接调用 foo 来讲，无论 foo 函数被放在了什么地方，this 必定是 window
  • 对于 obj.foo() 来讲，咱们只须要记住，谁调用了函数，谁就是 this，因此在这个场景下 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:箭头函数没有本身的this，看其外层的是否有函数，若是有，外层函数的this就是内部箭头函数的this，若是没有，则this是window。

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