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。

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

给大家推荐一个好用的 BUG 监控工具Fundebug,欢迎免费试用!

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); // undefined
var 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); // undefined
var 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; //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'

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 arg(){
console.log('hello world')
}
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1
function foo() {
console.log(this.a) //1
}
var a = 1
foo() // 情况2
function fn(){
console.log(this);
}
var obj={fn:fn};
obj.fn(); //this->obj // 情况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); // 情况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 // 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。

参考文章

深入理解 JavaScript 执行上下文和执行栈的更多相关文章

  1. 理解 Javascript 执行上下文和执行栈

    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.理解执行上下文和执行栈同样有助于理解其他的 Jav ...

  2. 转:JS高级学习笔记(8)- JavaScript执行上下文和执行栈

    必看参考: 请移步:博客园 JavaScript的执行上下文 深入理解JavaScript执行上下文和执行栈 JavaScript 深入之执行上下文 写在开头 入坑前端已经 13 个月了,不能再称自己 ...

  3. Javascript执行上下文和执行栈

    什么是执行上下文? 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. 什么是执行栈? 执行栈,在其他编程语言中也被叫做 ...

  4. JavaScript进阶之执行上下文和执行栈

    js引擎的执行过程 执行上下文和执行栈属于js引擎的执行过程的预编译阶段. 执行上下文(Execution Context) 执行上下文是当前 JavaScript 代码被解析和执行时所在环境的抽象概 ...

  5. 深入理解JavaScript执行上下文、函数堆栈、提升的概念

    本文内容主要转载自以下两位作者的文章,如有侵权请联系我删除: https://feclub.cn/post/content/ec_ecs_hosting http://blog.csdn.net/hi ...

  6. js执行上下文和执行栈

    执行上下文就是JavaScript 在被解析和运行时环境的抽象概念,JavaScript 运行任何代码都是在执行上下文环境中运行的,执行上下文包括三个周期:创建——运行——销毁,重点说一下创建环节. ...

  7. 理解Javascript执行过程

    Javascript是一种解释型的动态语言. 在程序中,有编译型语言和解释型语言.那么什么是编译型语言,什么是解释型语言呢? 编译型语言: 它首先将源代码编译成机器语言,再由机器运行机器码(二进制). ...

  8. 【进阶1-1期】理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈(转)

    这是我在公众号(高级前端进阶)看到的文章,现在做笔记 https://mp.weixin.qq.com/s/tNl5B4uGdMkJ2bNdbbo82g 阅读笔记 执行上下文是当前 JavaScrip ...

  9. JavaScript 中的执行上下文和执行栈

    JavaScript - 原理系列 ​ 在日常开发中,每当我们接手一个现有项目后,我们总喜欢先去看看别人写的代码.每当我们看到别人写出很酷的代码的时候,我们总会感慨!写出这么优美而又简洁的代码的兄弟到 ...

随机推荐

  1. Lesson 29 Taxi!

    Text Captain Ben Fawcett has bought an unusual taxi and has begun a new serivice. The 'taxi' is a sm ...

  2. Python爬虫——Python 岗位分析报告

    前两篇我们分别爬取了糗事百科和妹子图网站,学习了 Requests, Beautiful Soup 的基本使用.不过前两篇都是从静态 HTML 页面中来筛选出我们需要的信息.这一篇我们来学习下如何来获 ...

  3. SDL 开发实战(四): SDL 事件处理

    在前面学习SDL的例子运行时,我们发现我们的窗口只停留了几秒,但是如果设置更长时间显然也有其他的弊端. 那么有没有一种好的办法可以解决这个问题呢?例如:能不能让窗口一直显示,直到检测到用户用鼠标点击关 ...

  4. [Swift]LeetCode269. 外星人词典 $ Alien Dictionary

    There is a new alien language which uses the latin alphabet. However, the order among letters are un ...

  5. [Swift]LeetCode664. 奇怪的打印机 | Strange Printer

    There is a strange printer with the following two special requirements: The printer can only print a ...

  6. 在react中使用vis.js

      import React from 'react'; import {message} from 'antd' import vis from 'vis'; import {api as http ...

  7. React 中的this.setState

    在react中如何修改state中的数据     第一种写法:this.setState()         参数1:对象 需要修改的数据         参数2:回调 this.setState是一 ...

  8. tensorflow、cuda、cudnn之间的版本对应关系

    原文链接 tensorflow-gpu v1.9.0 | cuda9.0 |  cuDNN7.1.4可行  | 备注:7.0.4/ 7.0.5/ 7.1.2不明确 tensorflow-gpu v1. ...

  9. 【Spark篇】--Spark中Standalone的两种提交模式

    一.前述 Spark中Standalone有两种提交模式,一个是Standalone-client模式,一个是Standalone-master模式. 二.具体         1.Standalon ...

  10. 『最小表示法 Necklace』

    最小表示法 这是一个简单的字符串算法,其解决的问题如下: 给定一个字符串\(S\),长度为\(n\),如果把它的最后一个字符不断放到最前面,会得到\(n\)个不同的字符串,那么我们称这\(n\)个字符 ...