javascript 실행 환경과scope_javascript 스킬에 대한 자세한 설명

최근에 "JavaScript 고급 프로그래밍 3"을 다시 읽었는데, 제가 배운 지식 중 일부를 블로그에 작성해야겠다는 생각이 들었습니다. 그렇지 않으면 모든 것을 잊어버리게 될 것입니다. 오늘 요약하고 싶은 것은 js 실행 환경과 범위입니다.

먼저 실행 환경에 대해 이야기해보겠습니다

1. 실행 환경
​​​​​책의 개념인 실행 환경은 함수가 액세스할 수 있는 변수나 기타 데이터를 정의하고 각각의 동작을 결정합니다. 각 실행 환경에는 이와 관련된 변수 개체가 있습니다. 환경에 정의된 모든 변수와 함수는 이 개체에 저장됩니다. 코드를 작성하는 동안에는 이 객체에 액세스할 수 없지만 파서는 데이터를 처리할 때 뒤에서 이를 사용합니다.

　실행 환경은 변수나 함수가 다른 데이터에 접근할 수 있는 권한이 있는지 정의하는 개념이자 메커니즘입니다

자바스크립트에는 세 가지 유형의 실행 가능한 자바스크립트 코드가 있습니다.
​​​ 1. 글로벌 코드(Global Code), 즉 js 파일, HTML 페이지에 삽입된 js 코드 등과 같이 어떠한 기능에도 속하지 않는 글로벌 코드입니다.
​​​​ 2. Eval Code는 eval() 함수를 사용해 동적으로 실행되는 JS 코드입니다.
​​​ 3. 함수 코드(Function Code), 즉 사용자 정의 함수에 포함된 함수 본문 JS 코드입니다.

Eval Code를 건너뛰고 전역 실행 환경과 함수 실행 환경에 대해서만 이야기하세요.

1. 글로벌 환경:

글로벌 환경은 가장 주변적인 실행 환경입니다. 전역 실행 환경은 창 개체로 간주됩니다. 따라서 모든 전역 변수와 함수는 window 개체의 속성과 메서드로 생성됩니다. 코드가 브라우저에 로드되면 전역 실행 환경이 생성됩니다(웹 페이지나 브라우저를 닫으면 전역 실행 환경이 파괴됩니다). 예를 들어, 페이지에서는 JS 코드가 처음 로드될 때 전역 실행 환경이 생성됩니다.

이것이 클로저에 메모리 누수의 단점이 있는 이유입니다. 클로저의 외부 기능은 전역 환경으로 취급되기 때문입니다. 그래서 그것은 파괴되지 않고 항상 기억 속에 저장될 것입니다.

2. 함수 실행 환경

각 함수에는 고유한 실행 환경이 있습니다. 실행이 함수에 들어가면 해당 함수의 실행 환경이 실행 환경 스택의 맨 위로 푸시되고 실행 권한을 얻게 됩니다. 함수의 실행이 완료되면 해당 실행 환경은 스택 상단에서 제거되고 실행 권한은 이전 실행 환경으로 반환됩니다. 이는 ECMAScript 프로그램의 실행 흐름입니다.

이렇게 해석할 수도 있습니다. JavaScript 함수가 호출되면 함수는 해당 함수에 해당하는 실행 환경으로 들어갑니다. 다른 함수가 호출되면 새로운 실행 환경이 생성되고, 함수 호출 중에는 실행 프로세스가 이 환경에서 진행됩니다. 호출된 함수가 반환되면 실행 프로세스는 원래 실행 환경으로 돌아갑니다. 따라서 실행 중인 JavaScript 코드는 실행 환경 스택을 구성합니다.

　함수 호출 시 함수의 로컬 환경이 생성됩니다(함수 내의 코드가 실행된 후 환경이 소멸되고, 여기에 저장된 모든 변수 및 함수 정의도 소멸됩니다).

2-1 정의기간

함수가 정의되면 [[scope]] 속성이 생성됩니다. 이 객체는 객체 목록에 해당합니다. 목록에 있는 객체는 JavaScript 내에서만 접근할 수 있으며 구문을 통해서는 접근할 수 없습니다.

　(범위는 범위를 의미하기도 합니다.)

전역 함수 A를 정의한 다음 A 함수는 A의 [[scope]] 속성을 생성합니다. 현재 [[scope]]에는 전역 개체 [Global Object]만 포함되어 있습니다.

그리고 A 내부에 B 함수를 정의하면 B 함수는 [[scope]] 속성도 생성합니다. B의 [[scope]] 속성에는 두 개의 개체가 포함되며, 그 중 하나는 A 활성화 개체의 활성 개체입니다. , 하나는 전역 개체이고 A의 활동 개체는 앞에 있고 전역 개체는 뒤에 있습니다.

즉, 함수의 [Scope] 속성에 있는 개체 목록의 순서는 상위 계층 함수의 활성화 개체 개체, 상위 계층, 가장 바깥쪽 전역 개체까지입니다.

다음은 샘플 코드입니다. A에는 범위가 하나만 있고 B에는 범위가 두 개 있습니다

// 外部函数
function A(){
  var somevar;
  
  // 内部函数
 function B(){
   var somevar;
  }
}

2-2 실행기간

함수가 실행되면 해당 함수의 실행 환경으로 들어갑니다. 먼저 자체 활동 객체인 [활성화 객체]를 생성합니다(이 객체에는 이 객체, 매개변수(인수), 지역 변수(이름이 지정된 매개변수 포함) 및 변수 개체의 범위 체인 [[범위 체인]]을 선택한 다음 이 실행 환경의 [범위]를 [[범위 체인]]에 순서대로 복사하고 마지막으로 활성 개체를 [[범위 체인]]에 푸시합니다. 범위 체인]]은 순서가 지정된 스택이므로 실행 환경에서 액세스할 수 있는 모든 변수 및 개체에 대한 순서 있는 액세스를 보장합니다.

// 第一步页面载入创全局执行环境global executing context和全局活动象
// 定义全局[[scope]],只含有Window对象
// 扫描全局的定义变量及函数对象:color【undefined】、changecolor【FD创建changecolor的[[scope]]，此时里面只含有全局活动对象】,加入到window中，所以全局变量和全局函数对象都是做为window的属性定义的。
// 程序已经定义好所以在此执行环境内任何位置都可以执行changecolor(),color也已经被定义，但是它的值是undefined

// 第二步color赋值"blue"
var color = "blue";

// 它是不需要赋值的，它就是引用本身
function changecolor() {
 // 第四步进入changecolor的执行环境
 // 复制changecolor的[[scope]]到scope chain
 // 创建活动对象，扫描定义变量和定义函数，anothercolor【undefined】和swapcolors【FD创建swapcolors的[[scope]]加入changecolor的活动对象和全局活动对象】加入到活动对象,活动对象中同时还要加入arguments和this
 // 活动对象推入scope chain 顶端
 // 程序已经定义好所以在此执行环境内任何位置都可以执行swapcolors(),anothercolor也已经被定义好，但它的值是undefined
 
 // 第五anothercolor赋值"red"
 var anothercolor = "red";
 
 // 它是不需要赋值的，它就是引用本身
 function swapcolors() {
  // 第七步进入swapcolors的执行环境，创建它的活动对象
  // 复制swapcolors的[[scope]]到scope chain
  // 扫描定义变量和定义函数对象，活动对象中加入变量tempcolor【undefined】以及arguments和this
  // 活动对象推入scope chain 顶端
  
  // 第八步tempcolor赋值anothercolor,anothercolor和color会沿着scope chain被查到，并继续往下执行
  var tempcolor = anothercolor;
   anothercolor = color;
   color = tempcolor; 
 }

 // 第六步执行swapcolors,进入其执行环境
 swapcolors();
}

// 第三步执行changecolor,进入其执行环境
changecolor();

2-3访问标识符：

　　当执行js代码的过程中，遇到一个标识符，就会根据标识符的名称，在执行上下文(Execution Context)的作用域链中进行搜索。从作用域链的第一个对象（该函数的Activation Object对象）开始，如果没有找到，就搜索作用域链中的下一个对象，如此往复，直到找到了标识符的定义。如果在搜索完作用域中的最后一个对象，也就是全局对象(Global Object)以后也没有找到，则会抛出一个错误，提示undefined。  

二、Scope/Scope Chain(作用域/作用域链)

 　　当代码在一个环境中执行时，都会创建一个作用域链。 作用域链的用途是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。整个作用域链是由不同执行位置上的变量对象按照规则所构建一个链表。作用域链的最前端，始终是当前正在执行的代码所在环境的变量对象。

　　如果这个环境是函数，则将其活动对象（activation object)作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量，就是函数内部的arguments对象。作用域链中的下一个变量对象来自该函数的包含环境，而再下一个变量对象来自再下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境，全局执行环境的Variable Object始终是作用域链中的最后一个对象。

如图所示：

书中例子：

 var color="blue";
 function changecolor(){
 var anothercolor="red";
 function swapcolors(){
 var tempcolor=anothercolor;
 anothercolor=color;
 color=tempcolor;
  // Todo something  
  }
 swapcolors();
}
changecolor();
 //这里不能访问tempcolor和anocolor;但是可以访问color;
alert("Color is now "+color);

 　  通过上面的分析，我们可以得知内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境，但外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。

　　这些环境之间是线性、有次序的。每个环境都可以向上搜索作用域链，以便查询变量和函数名；但任何环境不能通过向下搜索作用域链条而进入另一个执行环境。

　　对于上述例子的swapcolor()函数而言，其作用域链包括：swapcolor()的变量对象、changecolor（）变量对象和全局对象。swapcolor（）的局部环境开始先在自己的Variable Object中搜索变量和函数名，找不到，则向上搜索changecolor作用域链。。。。。以此类推。但是，changecolor()函数是无法访问swapcolor中的变量

 启示：尽量使用局部变量，能够减少搜索的时间 

1、没有块级作用域

与C、C++以及JAVA不同，Javscript没有块级作用域。看下面代码：

if(true){
  var myvar = "张三"; 
 }
 alert(myvar);// 张三

如果有块级作用域，外部是访问不到myvar的。再看下面 

for (var i=0;i<10;i++){
   console.log(i) 
  }
  
  alert(i); // 10

对于有块级作用域的语言来说，比如java或是c#代码，i做为for初始化的变量，在for之外是访问不到的。因为i只存在于for循环体重，在运行完for循环后，for中的所有变量就被销毁了。而在javascript中则不是这样的，在for中的变量声明将会添加到当前的执行环境中（这里是全局执行环境），因此在for循环完后，变量i依旧存在于循环外部的执行环境。因此，会输出10。

 2、声明变量

   使用var声明变量时，这个变量将被自动添加到距离最近的可用环境中。对于函数内部，最接近的环境就是函数的局部变量。如果初始化变量时没有使用var，该变量会自动添加到全局函数中。

代码如下：

var name = "小明";
function getName(){
 alert( name ); //'undefined'
 var name = '小黄';
 alert(name ); //小黄
}
getName()

为什么第一个name是undefined呢。这是因为，javascript解析器，进入一个函数执行环境，先对var 和 function进行扫描。

相当于会把var或者function【函数声明】声明提升到执行环境顶部。

也就是说，进入我们的getName函数的时候，标识符查找机制查找到了var，查找的name是局部变量name，而不是全局的name,因为函数里面的name被提升到了顶部。

上面的代码会被解析成下面这样：

var name = "小明";
function getName(){
 var name;
 alert( name ); //'undefined'
 var name = '小黄';
 alert(name ); //小黄
}
getName()

 

延长作用域链：

　　虽然执行环境只有两种——全局作用域和函数作用域，但是还是可以通过某种方式来延长作用域链。因为有些语句可以在作用域链的顶部增加一个临时的变量对象。
有两种情况会发生这种现象：
1、try-catch语句的catch块；
2、with语句；

以上就是本文的全部内容，希望对大家学习理解javascript执行环境及作用域有所帮助。