前言
为什么会有这篇文章?
在书籍或博客上,我们经常会看到「作用域链」、「闭包」、「变量提升」等概念,说明一个问题 —— 它们很重要。
但很多时候,对于这些概念,看的时候觉得自己已经明白了,可过不了多久,再让你说一说,可能就说不清楚了,之所以会这样,是因为我们对于 JavaScript 这门语言的运行机制不清楚。
我相信搞明白了今天所讲的内容,会对你理解那些知识大有裨益!
函数调用栈(call stack)
1. 什么是栈?
类似 js 中的数组,栈也是用来存储数据的一种数据结构。他的特点是后进先出(LIFO)。
与之相对的一种数据结构称为队列,队列的特点是先进先出(FIFO)。
可以想象这样一种场景:小明和同学们放学回家,老师让他在排在队伍的最前面,他们每天回家路上都要经过一个胡同,小明每次都是第一个进入胡同,肯定也是第一个出来,这就是所谓「先进先出」。
可是有一天,小明他们走到胡同里发现胡同口停了一辆车,把胡同给堵死了,没办法,他们只能队头变队尾往回撤,这时候,小明虽然最先进入胡同,却只能最后出去,最先出去的是排在队尾的小华,也就是「后进先出」。
2. 什么叫函数调用栈?
在 js 中函数的调用也遵照这样以一个原则:最先调用的函数先放到调用栈中,假如这个函数内部又调用了别的函数,那么这个内部函数就接着被放入调用栈中,直至不再有函数调用。最先执行完毕的一定是最里面的函数,执行过后弹出调用栈,接着执行上一层函数,直至所有函数执行完,调用栈清空。
这样说可能会不太明白,举个例子:
// 其他语句
function first() {
console.log('first')
function second() {
console.log("second")
}
second();
third();
// 其他语句
}
//其他语句
function third() {
console.log("third")
}
// 调用 first
first();
在上述代码中,首先调用的是函数 first
, 此时 first
进入函数栈,接着在 first
中调用函数 second
,second
入栈,当 second
执行完毕后,second
出栈,third
入栈,接着 third
执行完出栈,执行 first
其他代码,直至 first
执行完,函数栈清空。
执行上下文(Execution Context)
1. 什么是执行上下文?
js 代码在执行时,会进入一个执行环境,它会形成一个作用域。这个执行环境,便是执行上下文。
JavaScript
主要有三种执行环境:
- 全局执行环境: 代码开始执行时首先进入的环境。
- 函数环境:函数调用时,会开始执行函数中的代码。
eval
:不建议使用,可忽略。
2. 执行上下文的生命周期
上面讲到 js 代码执行时会生成一个执行上下文。而这个执行上下文的周期,分为两个阶段:
- 创建阶段。这个阶段会生成变量对象(VO),建立作用域链以及确定 this 的值。
- 执行阶段。这个阶段进行变量赋值,函数引用及执行代码。
到这里你应该就会明白,上面函数调用栈,就是生成了一个函数的执行上下文。
3. 什么是执行栈?
执行上下文也同样遵循函数调用栈的规则,无非就是多加了一层 —— 全局执行上下文,函数执行完后会跳出执行栈,而全局执行上下文,会在关闭浏览器后跳出执行栈。
还是上面的例子,我们看一下执行栈。
变量对象
1. 什么叫变量对象?
从上面其实可以得到答案,变量对象是 js 代码在进入执行上下文时,js 引擎在内存中建立的一个对象,用来存放当前执行环境中的变量。
2. 变量对象(VO)的创建过程
变量对象的创建,是在执行上下文创建阶段,依次经过以下三个过程:
- **创建 arguments 对象。**对于函数执行环境,首先查询是否有传入的实参,如果有,则会将参数名是实参值组成的键值对放入arguments 对象中,否则,将参数名和 undefined,组成的键值对放入 arguments 对象中。
function bar(a, b, c) { console.log(arguments); // [2, 4] console.log(arguments[2]); // undefined } bar(2,4)
- **检查当前环境中的函数声明。**当遇到同名的函数时,后面的会覆盖前面的。
在上面的例子中,在执行第一行代码之前,函数声明已经创建完成,后面的对之前的声明进行了覆盖。console.log(a); // function a() {console.log('fjdsfs') } function a() { console.log('24'); } function a() { console.log('fjdsfs') }
- **检查当前环境中的变量声明并赋值为
undefined
。**当遇到同名的函数声明,为了避免函数被赋值为undefined
,会忽略此声明
在上例我们可以看到,在代码之前前,a 仍旧是一个函数,而 b 是 undefined。console.log(a); // function a() {console.log('fjdsfs') } console.log(b); // undefined function a() { console.log('24'); } function a() { console.log('fjdsfs'); } var b = 'bbbbbbbb'; var a = 46;
根据以上三个步骤,对于变量提升也就知道是怎么回事了。
3. 变量对象变为活动对象
执行上下文的第二个阶段,称为执行阶段,在此时,会进行变量赋值,函数引用并执行其他代码,此时,变量对象变为活动对象。
我们还是举上面的例子:
console.log(a); // function a() {console.log('fjdsfs') }
console.log(b); // undefined
function a() {
console.log('24');
}
function a() {
console.log('fjdsfs');
}
var b = 'bbbb';
console.log(b); // 'bbbb'
var a = 46;
console.log(a); // 46
var b = 'hahahah';
console.log(b); // 'hahah'
在上面的代码中,代码真正开始执行是从第一行 console.log()
开始的,自这之前,执行上下文是这样的:
// 创建过程
EC= {
VO: {}; // 创建变量对象
scopeChain: {}; // 作用域链
}
VO = {
argument: {...}; // 当前为全局上下文,所以这个属性值是空的
a: <a reference> // 函数 a 的引用地址
b: undefiend // 见上文创建变量对象的第三步
}
根据步骤,首先是 arguments 对象的创建;其次,是检查函数的声明,此时,函数 a 声明了两次,后一次将覆盖前一次;最后,是检查变量的声明,先声明了变量 b,将它赋值为 undefined,接着遇到 a 的声明,由于 a 已经声明为了一个函数,所以,此条声明将会被忽略。
到此,变量对象的创建阶段完成,接下来时执行阶段,我们一步一步来。
-
执行
console.log(a)
,我们知道,此时 a 是第二个函数,所以会输出function a() {...}
; -
执行
console.log(b)
,不出我们所料,将会输出undefined
; -
执行赋值操作:
b = 'bbbb'
; -
执行
console.log(b)
,此时,b 已经赋值,所以会输出'bbbb'
; -
执行赋值操作:
a = 46
; -
执行
console.log(a)
,此时,a 的值变为 46。 -
执行赋值操作:
b = 'hahahah'
; -
执行
console.log(b)
, b 已经被重新赋值,输出hahahah
。
由上面我们可以看到,在执行阶段,变量对象是跟着代码不断变化的,此时,我们把变量对象成为活动对象。
执行到最后一步时,执行上下文变成了这样。
// 执行阶段
EC = {
VO = {};
scopeChain: {};
}
// VO ---- AO
AO = {
argument: {...};
a: 46;
b: 'hahahah';
this: window;
}
以上,就是变量对象在代码执行前及执行时的变化。
刚开始就说过,这部分概念将会对你理解后面的知识有很大的帮助,所以刚开始接触的话可能会有些晦涩,建议就是认真读两遍,结合后面的知识,经常回过头来看看。
最后留一道题,给大家作为练手,观察观察执行上下文及变量对象的变化。
console.log(a);
console.log(b);
var a = 4;
function a() {
console.log('我是a1');
b(3, 5);
}
var a = function a() {
console.log('我是a2');
b(3, 5);
}
var b = function (m, n) {
console.log(arguments);
console.log('b')
}
a();