JS 调用栈机制与 ES6 尾调用优化介绍

调用栈的英文名叫作Call Stack，你们或多或少是有听过的，可是对于js调用栈的工做方式以及如何在工做中利用这一特性，大部分人可能没有进行过更深刻的研究，这块内容能够说对咱们前端来讲就是所谓的基础知识，咋一看好像用处并无很大，但掌握好这个知识点，就可让咱们在之后能够走的更远，走的更快！

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目录

1. 数据结构：栈
2. 调用栈是什么？用来作什么？
3. 调用栈的运行机制
4. 调用栈优化内存
5. 调用栈debug大法

数据结构：栈

栈是一种听从后进先出(LIFO)原则的有序集合，新元素都靠近栈顶，旧元素都接近栈底。

生活中的栗子，帮助一下理解：

餐厅里面堆放的盘子(栈)，一开始放的都在下面(先进)，后面放的都在上面(后进)，洗盘子的时候先从上面开始洗(先出)。

调用栈是什么？用来作什么？

1. 调用栈是一种栈结构的数据，它是由调用侦组成的。
2. 调用栈记录了函数的执行顺序和函数内部变量等信息。

调用栈的运行机制

机制：

程序运行到一个函数，它就会将其添加到调用栈中，当从这个函数返回的时候，就会将这个函数从调用栈中删掉。

看一下例子帮助理解：

// 调用栈中的执行步骤用数字表示
printSquare(5); // 1 添加
function printSquare(x) {
    var s = multiply(x, x); // 2 添加 => 3 运行完成，内部没有再调用其余函数，删掉
    console.log(s); // 4 添加 => 5 删掉
    // 运行完成 删掉printSquare
}
function multiply(x, y) {
    return x * y;
}
复制代码

调用栈中的执行步骤以下(删除multiply的步骤被省略了)：

调用侦：

每一个进入到调用栈中的函数，都会分配到一个单独的栈空间，称为“调用侦”。

在调用栈中每一个“调用侦”都对应一个函数，最上方的调用帧称为“当前帧”，调用栈是由全部的调用侦造成的。

找到一张图片，调用侦：

调用栈优化内存

调用栈的内存消耗：

如上图，函数的变量等信息会被调用侦保存起来，因此调用侦中的变量不会被垃圾收集器回收。

当函数嵌套的层级比较深了，调用栈中的调用侦比较多的时候，这些信息对内存消耗是很是大的。

针对这种状况除了咱们要尽可能避免函数层级嵌套的比较深以外，ES6提供了“尾调用优化”来解决调用侦过多，引发的内存消耗过大的问题。

何谓尾调用：

尾调用指的是：函数的最后一步是调用另外一个函数。

function f(x){
  return g(x); // 最后一步调用另外一个函数而且使用return
}
function f(x){
  g(x); // 没有return 不算尾调用 由于不知道后面还有没有操做
  // return undefined; // 隐式的return
}
复制代码

尾调用优化优化了什么？

尾调用用来删除外层无用的调用侦，只保留内层函数的调用侦，来节省浏览器的内存。

下面这个例子调用栈中的调用侦一直只有一项，若是不使用尾调用的话会出现三个调用侦：

a() // 1 添加a到调用栈
function a(){
    return b(); // 在调用栈中删除a 添加b
}
function b(){
    return c() // 删除b 添加c
}
复制代码

防止爆栈：

浏览器对调用栈都有大小限制，在ES6以前递归比较深的话，很容易出现“爆栈”问题(stack overflow)。

如今可使用“尾调用优化”来写一个“尾递归”，只保存一个调用侦，来防止爆栈问题。

注意：

1. 只有再也不用到外层函数的内部变量，内层函数的调用帧才会取代外层函数的调用帧。

若是要使用外层函数的变量，能够经过参数的形式传到内层函数中

function a(){
    var aa = 1;
    let b = val => aa + val // 使用了外层函数的参数aa
    return b(2) // 没法进行尾调用优化
}
复制代码

2. 尾调用优化只在严格模式下开启，非严格模式是无效的。
3. 若是环境不支持“尾调用优化”，代码还能够正常运行，是无害的！

更多：

关于尾递归以及更多尾调用优化的内容，推荐查阅ES6入门-阮一峰

调用栈debug大法

查看调用栈有什么用

1. 查看函数的调用顺序是否跟预期一致，好比不一样判断调用不一样函数。

2. 快速定位问题/修改三方库的代码。

   当接手一个历史项目，或者引用第三方库出现问题的时候，能够先查看对应API的调用栈，找到其中涉及的关键函数，针对性的修复它。

   经过查看调用栈的形式，帮助我快速定位问题，修改三方库的源码。

如何查看调用栈

1. 只查看调用栈：console.trace

a()
function a() {
    b();
}
function b() {
    c()
}
function c() {
    let aa = 1;
    console.trace()
}
复制代码

如图所示,点击右侧还能查看代码位置：

2. bugger打断点形式，这也是我最喜欢的调试方式：

积跬步以致千里

平时须要有意识的去作这种小的优化(我如今就是)，尽可能写最佳实践的代码。

项目小的时候可能没什么影响，当一个项目体量大的时候，尤为是一些小方法拼接嵌套成一个大的API输出时，这时调用栈中对内存的消耗将是巨大的！这种优化也是不可小觑的，积跬步以致千里，诸君共勉！

结语

本文主要讲了这几个方面的内容：

1. 理解调用栈的运行机制，对代码背后的一些执行机制也能够更加了解，帮助咱们在百尺竿头更进一步。
2. 咱们应该在平常的code中，有意识的使用ES6的“尾调用优化”，来减小调用栈的长度，节省客户端内存。
3. 利用调用栈，对第三方库或者不熟悉的项目，能够更快速的定位问题，提升咱们debug速度。

最后：以前写过一篇关于垃圾回收机制与内存泄露的文章，感兴趣的同窗能够扩展一下。

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以上2019/5/19

参考资料：

JS垃圾回收机制与常见内存泄露的解决方法

ES6入门-阮一峰

JavaScript 如何工做：对引擎、运行时、调用堆栈的概述

浅析javascript调用栈