關於Javascript 執行語句context的討論
- 一个新手原創
- 2017-09-06 14:51:041682瀏覽
在這篇文章中，將比較深入闡述下執行情境 – JavaScript中最基礎也是最重要的一個概念。相信讀完這篇文章後，你就會明白javascript引擎內部在執行程式碼以前到底做了些什麼，為什麼某些函數以及變數在沒有被宣告以前就可以被使用，以及它們的最終的值是怎樣被定義的。
什麼是執行上下文
Javascript中程式碼的運行環境分為以下三種：
全域層級的程式碼– 這個是預設的程式碼運作環境，一旦程式碼被載入，引擎最先進入的就是這個環境。
函數層級的程式碼 – 當執行一個函數時，執行函數體中的程式碼。
Eval的程式碼 – 在Eval函數內執行的程式碼。
在網路上可以找到許多闡述作用域的資源，為了讓該文便於大家理解，我們可以將「執行上下文」看做目前程式碼的運作環境或作用域。下面我們來看一個範例，其中包含了全域以及函數層級的執行上下文：
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。請注意，不管在什麼情況下，只存在一個全域的上下文，該上下文能被任何其它的上下文所存取。也就是說，我們可以在person的上下文中存取到全域上下文中的sayHello變量，當然在函數firstName或lastName中同樣可以存取到該變數。
至於函數上下文的個數是沒有任何限制的，每到呼叫執行一個函數時，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宣告私有變數等，在外部的上下文中是無法直接存取到該局部作用域內的元素的。在上述例子的，內部的函數可以存取到外部上下文中的聲明的變量，反之則行不通。那麼，這到底是什麼原因呢？引擎內部是如何處理的呢？
執行上下文堆疊
在瀏覽器中，javascript引擎的工作方式是單執行緒的。也就是說，某一時刻只有唯一的事件是被啟動處理的，其它的事件被放入佇列中，等待被處理。下面的範例圖描述了這樣的一個堆疊：
我們已經知道，當javascript程式碼檔案被瀏覽器載入後，預設最先進入的是一個全域的執行上下文。當在全域上下文中呼叫執行一個函數時，程式流程就進入該被呼叫函數內，此時引擎就會為該函數建立一個新的執行上下文，並且將其壓入到執行上下文堆疊的頂部。瀏覽器總是執行當前在堆疊頂部的上下文，一旦執行完畢，該上下文就會從堆疊頂部被彈出，然後，進入其下的上下文執行程式碼。這樣，堆疊中的上下文就會被依序執行並且彈出堆疊，直到回到全域的上下文。請看下面一個例子：
(function foo(i) {
if (i === 3) {
return;
}
else {
foo(++i);
}
}(0));上述foo被宣告後，透過()運算子強制直接運作了。函數程式碼就是呼叫了其自身3次，每次是局部變數i增加1。每次foo函數被自身呼叫時，就會有一個新的執行上下文被建立。每當一個上下文執行完畢，該上上下文就會被彈出堆疊，回到上一個上下文，直到再次回到全域上下文。真個過程抽像如下圖:
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：
#單一執行緒
同步執行
#唯一的一個全域上下文
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，每當呼叫函數時，一個新的執行上下文就會被建立出來。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程式碼以前)
建立變量，函數，arguments對象，參數
建立作用域鏈
決定this的值
程式碼執行階段:
變數賦值，函數引用，執行其它程式碼
实际上，可以把执行上下文看做一个对象，其下包含了以上3个属性：
(executionContextObj = {
variableObject: { /* 函数中的arguments对象, 参数, 内部的变量以及函数声明 */ },
scopeChain: { /* variableObject 以及所有父执行上下文中的variableObject */ },
this: {}
}
建立阶段以及代码执行阶段的详细分析
确切地说，执行上下文对象（上述的executionContextObj）是在函数被调用时，但是在函数体被真正执行以前所创建的。函数被调用时，就是我上述所描述的两个阶段中的第一个阶段 – 建立阶段。这个时刻，引擎会检查函数中的参数，声明的变量以及内部函数，然后基于这些信息建立执行上下文对象（executionContextObj）。在这个阶段，variableObject对象，作用域链，以及this所指向的对象都会被确定。
上述第一个阶段的具体过程如下：
找到当前上下文中的调用函数的代码
在执行被调用的函数体中的代码以前，开始创建执行上下文
进入第一个阶段-建立阶段:
建立variableObject对象:
初始化作用域链
确定上下文中this的指向对象
建立arguments对象，检查当前上下文中的参数，建立该对象下的属性以及属性值
-
检查当前上下文中的函数声明：
每找到一个函数声明，就在variableObject下面用函数名建立一个属性，属性值就是指向该函数在内存中的地址的一个引用
如果上述函数名已经存在于variableObject下，那么对应的属性值会被新的引用所覆盖。
代码执行阶段:
执行函数体中的代码，一行一行地运行代码，给variableObject中的变量属性赋值。
下面来看个具体的代码示例:
function foo(i) {
var a = 'hello';
var b = function privateB() {
};
function c() {
}
}
foo(22);
在调用foo(22)的时候，建立阶段如下:
fooExecutionContext = {
variableObject: {
arguments: { 0: 22,
length: 1
},
i: 22,
c: pointer to function c()
a: undefined,
b: undefined
},
scopeChain: { ... },
this: { ... }
}
由此可见，在建立阶段，除了arguments，函数的声明，以及参数被赋予了具体的属性值，其它的变量属性默认的都是undefined。一旦上述建立阶段结束，引擎就会进入代码执行阶段，这个阶段完成后，上述执行上下文对象如下:
fooExecutionContext = {
variableObject: {
arguments: { 0: 22,
length: 1
},
i: 22,
c: pointer to function c()
a: 'hello',
b: pointer to function privateB()
},
scopeChain: { ... },
this: { ... }
}
我们看到，只有在代码执行阶段，变量属性才会被赋予具体的值。
局部变量作用域提升的缘由
在网上一直看到这样的总结： 在函数中声明的变量以及函数，其作用域提升到函数顶部，换句话说，就是一进入函数体，就可以访问到其中声明的变量以及函数。这是对的，但是知道其中的缘由吗？相信你通过上述的解释应该也有所明白了。不过在这边再分析一下。看下面一段代码:
(function() {
console.log(typeof foo); // function pointer
console.log(typeof bar); // undefined
var foo = 'hello',
bar = function() {
return 'world';
};
function foo() {
return 'hello';
}
}());
上述代码定义了一个匿名函数，并且通过()运算符强制理解执行。那么我们知道这个时候就会有个执行上下文被创建，我们看到例子中马上可以访问foo以及bar变量，并且通过typeof输出foo为一个函数引用，bar为undefined。
为什么我们可以在声明foo变量以前就可以访问到foo呢？
因为在上下文的建立阶段，先是处理arguments, 参数，接着是函数的声明，最后是变量的声明。那么，发现foo函数的声明后，就会在variableObject下面建立一个foo属性，其值是一个指向函数的引用。当处理变量声明的时候，发现有var foo的声明，但是variableObject已经具有了foo属性，所以直接跳过。当进入代码执行阶段的时候，就可以通过访问到foo属性了，因为它已经就存在，并且是一个函数引用。
为什么bar是undefined呢？
因为bar是变量的声明，在建立阶段的时候，被赋予的默认的值为undefined。由于它只要在代码执行阶段才会被赋予具体的值，所以，当调用typeof(bar)的时候输出的值为undefined。
好了，到此为止，相信你应该对执行上下文有所理解了，这个执行上下文的概念非常重要，务必好好搞懂之！
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