一文带你掌握JavaScript中的执行上下文和作用域

时间:2023-03-20 mick 人气:0

执行上下文

我们先来看段代码

var foo = function () {
  console.log("foo1")
}

foo() // foo1

var foo = function () {
  console.log("foo2")
}
foo() // foo2

那这段代码呢？

function foo() {
  console.log("foo1")
}
foo() // foo2

function foo() {
  console.log("foo2")
}
foo()// foo2

是不是有点懵逼了呢？第一段代码比较好理解，但是第二段代码为什么会打印两个"foo2"呢？

这是因为JavaScript引擎并非一行一行分析和执行程序的。当执行一段代码的时候，会有一些准备工作。那JavaScript引擎到底准备了哪些工作？

下面我们来一点点分析

console.log(a) // undefined
var a = 10

这段代码我们在定义a之前打印了a,但是并没有报错，说明在执行console.log(a)的时候，a就已经被声明了，也就是我们常说的变量提升，这就是准备工作。

var a
console.log(a)
a = 10

首先会把a的定义提前声明，而不是赋值。

下面我们看下对于函数声明和函数表达式，JavaScript引擎是如何做准备的。

console.log(add2(1, 2)) // 3
function add2(a, b) {
  return a + b
}

console.log(add1(1, 2)) // 报错：add1 is not a function
var add1 = function (a, b) {
  return a + b
}

我们发现，用函数语句创建的add2，函数名称和函数体都被提前，在声明它之前使用它。而函数表达式只是变量声明提前了，变量赋值仍然在之前的位置。现在回到刚开始那段代码是不是就理解了呢？

所以JavaScript引擎都做好了哪些准备工作呢？

变量、函数表达式——变量提前声明，默认为undefined
函数声明——提前声明并赋值

其实还有一个this也是提前就准备好了，并且也赋值了。

当执行一个函数的时候，就会进行准备工作，这里的“准备工作”，就是“执行上下文”

执行上下文栈

执行上下文栈管理执行上下文。JavaScript代码有两种执行上下文：全局执行上下文和函数执行上下文，还有一个是eval（我们先不考虑）。全局执行上下文只有一个，函数执行上下文是在每次函数执行调用的时候，就会创建一个新的。

每个执行上下文都有三个属性：

变量对象（Variable object, VO）
作用域链（Scope chain）
this

变量对象

变量对象是与执行上下文相关的数据作用域，存储了在上下文中定义的变量和函数声明。

不同执行上下文的变量对象不同，下面来看看全局上下文的变量对象和函数上下文的变量对象

全局上下文

全局对象是预定义的对象，作为JavaScript的全局函数和全局属性的占位符。通过使用全局对象，可以访问所有其他所有预定义对象、函数和属性
在顶层的JavaScript代码中，可以用关键字this引用全局对象。因为全局对象是作用域链的头，意味着所有非限定性的变量和函数名都会作为该对象的属性来查询
例如，当JavaScript代码引用parseInt()函数时，它引用的是全局对象的parseInt属性。

函数上下文

在函数上下文中，我们用活动对象（activation object, AO）来表示变量对象。

活动对象和变量对象其实是一个东西，只是变量对象是规范上的或者说是引擎实现上的，不可在JavaScript环境中访问，只有到当进入一个执行上下文中，这个执行上下文的变量对象才会被激活，所以才叫activation object,而只有被激活的变量对象，也就是活动对象上的各种属性才能被访问。

活动对象是在进入函数上下文时候才被创建，它通过函数的arguments属性初始化。arguments属性值是Arguments对象。

执行过程

执行上下文的代码会分成两个阶段进行处理：

进入执行上下文
代码执行

进入执行上下文

当调用函数后，进入执行上下文，在执行代码之前，变量对象会包含：

函数的所有形参

由名称和对应的值组成一个变量对象的属性被创建
没有实参，属性值设为undefined

函数声明

由名称和对应值（函数对象）组成一个变量对象的属性被创建
如果变量对象已经存在相同名称的属性，则完全替换这个属性

变量声明

由名称和对应值（undefined）组成一个变量对象的属性被创建
如果变量名称跟已经声明的形式参数或函数相同，则变量声明不会干扰已经存在的这类属性比如：

function foo(a) {
  var b = 2
  function c() {}
  var d = function () {}
  b = 3
}

foo(1)

进入执行上下文后，AO的值：

AO={
    arguments: {
        0:1,
        length:1
    },
    a: 1,
    b:undefined,
    c: reference to function c(){},
    d:undefined
}

代码执行

在代码执行阶段，会按照顺序执行代码，根据代码，修改变量对象的属性的值

AO={
    arguments: {
        0:1,
        length:1
    },
    a: 1,
    b: 3,
    c: reference to function c(){},
    d: reference to FunctionExpression "d"
}

小小总结一下变量对象：

全局上下文的变量对象初始化是全局对象
函数上下文的变量对象初始化包括Arguments对象
进入执行上下文时会给变量对象添加形参，函数声明，变量声明等初始的属性值
在代码执行阶段，会再次修改变量对象的属性值。

下面我们看下执行上下文栈是如何工作的

function fun3() {
  console.log("fun3")
}

function fun2() {
  fun3()
}

function fun1() {
  fun2()
}

fun1()

我们用数组模拟执行上下文栈，最先遇到的是全局代码，初始化的时候，会向执行上下文栈中压入全局执行上下文globalContext

Stack=[
    globalContext
]

当执行一个函数时候，就会创建一个执行上下文，并且压入执行上下文栈中，当函数执行完毕后，就会将函数的执行上下文从栈中弹出。上下文所在其所有的代码执行完毕后会被销毁。

// 执行fun1
Stack.push(<fun1>functionContext);

// fun1中调用了fun2
Stack.push(<fun2>functionContext);

//fun2中调用了fun3
Stack.push(<fun3>functionContext);

//fun3执行完毕 弹出
Stack.pop()

//fun2执行完毕 弹出
Stack.pop()

//fun1执行完毕 弹出
Stack.pop()

最后Stack底层永远有个全局执行上下文globalContext。

作用域

作用域是指程序源代码中定义变量的区域。作用域规定了如何查找变量，也就是确定当前执行代码对变量的访问权限。JavaScript采用词法作用域，也就是静态作用域。

静态作用域和动态作用域

JavaScript采用的是词法作用域，函数的作用域是在函数定义的时候决定的。词法作用域相对的是动态作用域，函数的作用域是在函数调用的时候才决定的。

作用域链

查找变量的时候，会先从当前上下文的变量对象中查找，如果没有找到就会从父级执行上下文的变量对象中查找，一直找到全局上下文的变量对象，也就是全局对象。这样由多个执行上下文的变量对象构成的链表就叫做作用域链。

函数创建

上面提到，函数的作用域在函数定义的时候就已经决定了。这是因为函数有一个内部属性[[scope]],当函数创建的时候，就会保存所有父变量对象到其中，可以理解[[scope]]就是所有父变量对象的层级链，但是[[scope]]并不代表完整的作用域链。我们来看个代码：

function foo(){
    function bar(){
    }
}

函数创建时，各自的[[scope]]为

foo.[[scope]] = [
    globalContext.VO
]

bar.[[scope]] = [
    fooContext.AO,
    globalContext.VO
]

当函数激活，进入函数体，创建VO/AO后，就会将活动对象添加到作用链的前端。

总结

执行上下文和作用域的区别：

1.全局作用域除外，每个函数都会创建自己的作用域，作用域在函数定义时就已经确定了，而不是在函数调用时。

全局执行上下文环境是在全局作用域确定之后，js代码马上执行之前创建的。

函数执行上下文是在调用函数时，执行函数体代码之前创建的。

2.作用域是静态的，只要函数定义好了就一直存在，且不会再变化。

执行上下文环境是动态的，调用函数时创建，函数调用结束上下文环境就会被释放。

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