執行上下文
上下文的原意是 context
, 作用域的原意是scope
, 這兩個不是一個東西。
每一個函數的調用(function invocation) 都有對應的scope
和context
.
scope
指的是 函數被調用的時候, 各個變量的作用區域context
指的是 current scope and its enclosing scope. 就是當前scope 和包裹它外面的scope. 如果一個變量在當前scope沒找到,那麽它會自底向上繼續找enclosing scope 直到找到為止。很像javascript 的prototype那樣的找法。經常在javascript中,函數被調用的時候, 查看this
object
, 那麽那個object
就是當前的 "上下文"。
小明告訴小紅:“你放心吧,他答應你的條件了。”
在讀者的眼中,“他”是誰根本無從知曉,因為這句話缺少“上下文”;
從小強家裏出來後,小明告訴小紅:“你放心吧,他答應你的條件了。”
誰都知道,“他”指的是“小強”,因為有“上下文”。
什麽是執行上下文
Javascript中代碼的運行環境分為以下三種:
- 全局級別的代碼 – 這個是默認的代碼運行環境,一旦代碼被載入,引擎最先進入的就是這個環境。
- 函數級別的代碼 – 當執行一個函數時,運行函數體中的代碼。
- Eval的代碼 – 在Eval函數內運行的代碼。
在網上可以找到很多闡述作用域的資源,為了使該文便於大家理解,我們可以將“執行上下文”看做當前代碼的運行環境或者作用域。下面我們來看一個示例,其中包括了全局以及函數級別的執行上下文:
上圖中,一共用4個執行上下文。紫色的代表全局的上下文;綠色代表person函數內的上下文;藍色以及橙色代表person函數內的另外兩個函數的上下文。註意,不管什麽情況下,只存在一個全局的上下文,該上下文能被任何其它的上下文所訪問到。也就是說,我們可以在person的上下文中訪問到全局上下文中的sayHello變量,當然在函數firstName或者lastName中同樣可以訪問到該變量。
至於函數上下文的個數是沒有任何限制的,每到調用執行一個函數時,引擎就會自動新建出一個函數上下文,換句話說,就是新建一個局部作用域,可以在該局部作用域中聲明私有變量等,在外部的上下文中是無法直接訪問到該局部作用域內的元素的
執行上下文堆棧
在瀏覽器中,javascript引擎的工作方式是單線程的。也就是說,某一時刻只有唯一的一個事件是被激活處理的,其它的事件被放入隊列中,等待被處理。下面的示例圖描述了這樣的一個堆棧:
我們已經知道,當javascript代碼文件被瀏覽器載入後,默認最先進入的是一個全局的執行上下文。當在全局上下文中調用執行一個函數時,程序流就進入該被調用函數內,此時引擎就會為該函數創建一個新的執行上下文,並且將其壓入到執行上下文堆棧的頂部。瀏覽器總是執行當前在堆棧頂部的上下文,一旦執行完畢,該上下文就會從堆棧頂部被彈出,然後,進入其下的上下文執行代碼。這樣,堆棧中的上下文就會被依次執行並且彈出堆棧,直到回到全局的上下文。請看下面一個例子:
(function foo(i) { if (i === 3) { return; } else { foo(++i); } }(0));
上述foo被聲明後,通過()運算符強制直接運行了。函數代碼就是調用了其自身3次,每次是局部變量i增加1。每次foo函數被自身調用時,就會有一個新的執行上下文被創建。每當一個上下文執行完畢,該上上下文就被彈出堆棧,回到上一個上下文,直到再次回到全局上下文。真個過程抽象如下圖:
由此可見 ,對於執行上下文這個抽象的概念,可以歸納為以下幾點:
- 單線程
- 同步執行
- 唯一的一個全局上下文
- 函數的執行上下文的個數沒有限制
- 每次某個函數被調用,就會有個新的執行上下文為其創建,即使是調用的自身函數,也是如此。
執行上下文的建立過程
我們現在已經知道,每當調用一個函數時,一個新的執行上下文就會被創建出來。然而,在javascript引擎內部,這個上下文的創建過程具體分為兩個階段:
- 建立階段(發生在當調用一個函數時,但是在執行函數體內的具體代碼以前)
- 建立變量,函數,arguments對象,參數
- 建立作用域鏈
- 確定this的值
- 代碼執行階段:
- 變量賦值,函數引用,執行其它代碼
實際上,可以把執行上下文看做一個對象,其下包含了以上3個屬性:
(executionContextObj = {
variableObject: { /* 函數中的arguments對象, 參數, 內部的變量以及函數聲明 */ },
scopeChain: { /* variableObject 以及所有父執行上下文中的variableObject */ },
this: {}
}
建立階段以及代碼執行階段的詳細分析
確切地說,執行上下文對象(上述的executionContextObj)是在函數被調用時,但是在函數體被真正執行以前所創建的。函數被調用時,就是我上述所描述的兩個階段中的第一個階段 – 建立階段。這個時刻,引擎會檢查函數中的參數,聲明的變量以及內部函數,然後基於這些信息建立執行上下文對象(executionContextObj)。在這個階段,variableObject對象,作用域鏈,以及this所指向的對象都會被確定。
上述第一個階段的具體過程如下:
- 找到當前上下文中的調用函數的代碼
- 在執行被調用的函數體中的代碼以前,開始創建執行上下文
-
進入第一個階段-建立階段:
- 建立variableObject對象:
- 建立arguments對象,檢查當前上下文中的參數,建立該對象下的屬性以及屬性值
- 檢查當前上下文中的函數聲明:
每找到一個函數聲明,就在variableObject下面用函數名建立一個屬性,屬性值就是指向該函數在內存中的地址的一個引用
如果上述函數名已經存在於variableObject下,那麽對應的屬性值會被新的引用所覆蓋。
- 初始化作用域鏈
- 確定上下文中this的指向對象
- 建立variableObject對象:
- 代碼執行階段:
執行函數體中的代碼,一行一行地運行代碼,給variableObject中的變量屬性賦值。
下面來看個具體的代碼示例:
function foo(i) {
var a = ‘hello‘;
var b = function privateB() {
};
function c() {
}
}
foo(22);
在調用foo(22)的時候,建立階段如下:
fooExecutionContext = {
variableObject: {
arguments: {
0: 22,
length: 1
},
i: 22,
c: pointer to function c()
a: undefined,
b: undefined
},
scopeChain: { ... },
this: { ... }
}
由此可見,在建立階段,除了arguments,函數的聲明,以及參數被賦予了具體的屬性值,其它的變量屬性默認的都是undefined。一旦上述建立階段結束,引擎就會進入代碼執行階段,這個階段完成後,上述執行上下文對象如下:
fooExecutionContext = {
variableObject: {
arguments: {
0: 22,
length: 1
},
i: 22,
c: pointer to function c()
a: ‘hello‘,
b: pointer to function privateB()
},
scopeChain: { ... },
this: { ... }
}
我們看到,只有在代碼執行階段,變量屬性才會被賦予具體的值。
局部變量作用域提升的緣由
在網上一直看到這樣的總結: 在函數中聲明的變量以及函數,其作用域提升到函數頂部,換句話說,就是一進入函數體,就可以訪問到其中聲明的變量以及函數。這是對的,但是知道其中的緣由嗎?相信你通過上述的解釋應該也有所明白了。不過在這邊再分析一下。看下面一段代碼:
(function() {
console.log(typeof foo); // function pointer
console.log(typeof bar); // undefined
var foo = ‘hello‘,
bar = function() {
return ‘world‘;
};
function foo() {
return ‘hello‘;
}
}());?
上述代碼定義了一個匿名函數,並且通過()運算符強制理解執行。那麽我們知道這個時候就會有個執行上下文被創建,我們看到例子中馬上可以訪問foo以及bar變量,並且通過typeof輸出foo為一個函數引用,bar為undefined。
為什麽我們可以在聲明foo變量以前就可以訪問到foo呢?
因為在上下文的建立階段,先是處理arguments, 參數,接著是函數的聲明,最後是變量的聲明。那麽,發現foo函數的聲明後,就會在variableObject下面建立一個foo屬性,其值是一個指向函數的引用。當處理變量聲明的時候,發現有var foo的聲明,但是variableObject已經具有了foo屬性,所以直接跳過。當進入代碼執行階段的時候,就可以通過訪問到foo屬性了,因為它已經就存在,並且是一個函數引用。
為什麽bar是undefined呢?
因為bar是變量的聲明,在建立階段的時候,被賦予的默認的值為undefined。由於它只要在代碼執行階段才會被賦予具體的值,所以,當調用typeof(bar)的時候輸出的值為undefined。
這樣差不多對執行上下文有所理解了吧,大佬們希望能給出更好地建議
執行上下文