理解 JavaScript 中的執(zhí)行上下文和執(zhí)行棧

　　什么是執(zhí)行上下文?簡(jiǎn)而言之，執(zhí)行上下文是評(píng)估和執(zhí)行 JavaScript 代碼的環(huán)境的抽象概念。每當(dāng) Javascript 代碼在運(yùn)行的時(shí)候，它都是在執(zhí)行上下文中運(yùn)行。

　　執(zhí)行上下文的類型JavaScript 中有三種執(zhí)行上下文類型。

　　全局執(zhí)行上下文 — 這是默認(rèn)或者說基礎(chǔ)的上下文，任何不在函數(shù)內(nèi)部的代碼都在全局上下文中。它會(huì)執(zhí)行兩件事：創(chuàng)建一個(gè)全局的 window 對(duì)象(瀏覽器的情況下)，并且設(shè)置 this 的值等于這個(gè)全局對(duì)象。一個(gè)程序中只會(huì)有一個(gè)全局執(zhí)行上下文。

　　函數(shù)執(zhí)行上下文 — 每當(dāng)一個(gè)函數(shù)被調(diào)用時(shí), 都會(huì)為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的上下文。每個(gè)函數(shù)都有它自己的執(zhí)行上下文，不過是在函數(shù)被調(diào)用時(shí)創(chuàng)建的。函數(shù)上下文可以有任意多個(gè)。每當(dāng)一個(gè)新的執(zhí)行上下文被創(chuàng)建，它會(huì)按定義的順序(將在后文討論)執(zhí)行一系列步驟。

　　Eval 函數(shù)執(zhí)行上下文 — 執(zhí)行在 eval 函數(shù)內(nèi)部的代碼也會(huì)有它屬于自己的執(zhí)行上下文，但由于 JavaScript 開發(fā)者并不經(jīng)常使用 eval，所以在這里我不會(huì)討論它。

　　執(zhí)行棧執(zhí)行棧，也就是在其它編程語言中所說的“調(diào)用棧”，是一種擁有 LIFO(后進(jìn)先出)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的棧，被用來存儲(chǔ)代碼運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的所有執(zhí)行上下文。

　　當(dāng) JavaScript 引擎第一次遇到你的腳本時(shí)，它會(huì)創(chuàng)建一個(gè)全局的執(zhí)行上下文并且壓入當(dāng)前執(zhí)行棧。每當(dāng)引擎遇到一個(gè)函數(shù)調(diào)用，它會(huì)為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行上下文并壓入棧的頂部。

　　引擎會(huì)執(zhí)行那些執(zhí)行上下文位于棧頂?shù)暮瘮?shù)。當(dāng)該函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，執(zhí)行上下文從棧中彈出，控制流程到達(dá)當(dāng)前棧中的下一個(gè)上下文。

　　讓我們通過下面的代碼示例來理解：

　　let a = 'Hello World!';

　　function first() {

　　console.log('Inside first function');

　　second();

　　console.log('Again inside first function');

　　}

　　function second() {

　　console.log('Inside second function');

　　}

　　first();

　　console.log('Inside Global Execution Context');

　　當(dāng)上述代碼在瀏覽器加載時(shí)，JavaScript 引擎創(chuàng)建了一個(gè)全局執(zhí)行上下文并把它壓入當(dāng)前執(zhí)行棧。當(dāng)遇到 first() 函數(shù)調(diào)用時(shí)，JavaScript 引擎為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的執(zhí)行上下文并把它壓入當(dāng)前執(zhí)行棧的頂部。

　　當(dāng)從 first() 函數(shù)內(nèi)部調(diào)用 second() 函數(shù)時(shí)，JavaScript 引擎為 second() 函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)新的執(zhí)行上下文并把它壓入當(dāng)前執(zhí)行棧的頂部。當(dāng) second() 函數(shù)執(zhí)行完畢，它的執(zhí)行上下文會(huì)從當(dāng)前棧彈出，并且控制流程到達(dá)下一個(gè)執(zhí)行上下文，即 first() 函數(shù)的執(zhí)行上下文。

　　當(dāng) first() 執(zhí)行完畢，它的執(zhí)行上下文從棧彈出，控制流程到達(dá)全局執(zhí)行上下文。一旦所有代碼執(zhí)行完畢，JavaScript 引擎從當(dāng)前棧中移除全局執(zhí)行上下文。

　　怎么創(chuàng)建執(zhí)行上下文?到現(xiàn)在，我們已經(jīng)看過 JavaScript 怎樣管理執(zhí)行上下文了，現(xiàn)在讓我們了解 JavaScript 引擎是怎樣創(chuàng)建執(zhí)行上下文的。

　　創(chuàng)建執(zhí)行上下文有兩個(gè)階段：1) 創(chuàng)建階段 和 2) 執(zhí)行階段。

　　The Creation Phase在 JavaScript 代碼執(zhí)行前，執(zhí)行上下文將經(jīng)歷創(chuàng)建階段。在創(chuàng)建階段會(huì)發(fā)生三件事：

　　this 值的決定，即我們所熟知的 This 綁定。

　　創(chuàng)建詞法環(huán)境組件。

　　創(chuàng)建變量環(huán)境組件。

　　所以執(zhí)行上下文在概念上表示如下：

　　ExecutionContext = {

　　ThisBinding =,

　　LexicalEnvironment = { ... },

　　VariableEnvironment = { ... },

　　}

　　This 綁定：在全局執(zhí)行上下文中，this 的值指向全局對(duì)象。(在瀏覽器中，this引用 Window 對(duì)象)。

　　在函數(shù)執(zhí)行上下文中，this 的值取決于該函數(shù)是如何被調(diào)用的。如果它被一個(gè)引用對(duì)象調(diào)用，那么 this 會(huì)被設(shè)置成那個(gè)對(duì)象，否則 this 的值被設(shè)置為全局對(duì)象或者 undefined(在嚴(yán)格模式下)。例如：

　　let foo = {

　　baz: function() {

　　console.log(this);

　　}

　　}

　　foo.baz(); // 'this' 引用 'foo', 因?yàn)?'baz' 被

　　// 對(duì)象 'foo' 調(diào)用

　　let bar = foo.baz;

　　bar(); // 'this' 指向全局 window 對(duì)象，因?yàn)?/p>

　　// 沒有指定引用對(duì)象

　　詞法環(huán)境官方的 ES6 文檔把詞法環(huán)境定義為

　　詞法環(huán)境是一種規(guī)范類型，基于 ECMAScript 代碼的詞法嵌套結(jié)構(gòu)來定義標(biāo)識(shí)符和具體變量和函數(shù)的關(guān)聯(lián)。一個(gè)詞法環(huán)境由環(huán)境記錄器和一個(gè)可能的引用外部詞法環(huán)境的空值組成。

　　簡(jiǎn)單來說詞法環(huán)境是一種持有標(biāo)識(shí)符—變量映射的結(jié)構(gòu)。(這里的標(biāo)識(shí)符指的是變量/函數(shù)的名字，而變量是對(duì)實(shí)際對(duì)象[包含函數(shù)類型對(duì)象]或原始數(shù)據(jù)的引用)。

　　現(xiàn)在，在詞法環(huán)境的內(nèi)部有兩個(gè)組件：(1) 環(huán)境記錄器和 (2) 一個(gè)外部環(huán)境的引用。

　　環(huán)境記錄器是存儲(chǔ)變量和函數(shù)聲明的實(shí)際位置。

　　外部環(huán)境的引用意味著它可以訪問其父級(jí)詞法環(huán)境(作用域)。

　　詞法環(huán)境有兩種類型：

　　全局環(huán)境(在全局執(zhí)行上下文中)是沒有外部環(huán)境引用的詞法環(huán)境。全局環(huán)境的外部環(huán)境引用是 null。它擁有內(nèi)建的 Object/Array/等、在環(huán)境記錄器內(nèi)的原型函數(shù)(關(guān)聯(lián)全局對(duì)象，比如 window 對(duì)象)還有任何用戶定義的全局變量，并且 this的值指向全局對(duì)象。

　　在函數(shù)環(huán)境中，函數(shù)內(nèi)部用戶定義的變量存儲(chǔ)在環(huán)境記錄器中。并且引用的外部環(huán)境可能是全局環(huán)境，或者任何包含此內(nèi)部函數(shù)的外部函數(shù)。

　　環(huán)境記錄器也有兩種類型(如上!)：

　　聲明式環(huán)境記錄器存儲(chǔ)變量、函數(shù)和參數(shù)。

　　對(duì)象環(huán)境記錄器用來定義出現(xiàn)在全局上下文中的變量和函數(shù)的關(guān)系。

　　簡(jiǎn)而言之，

　　在全局環(huán)境中，環(huán)境記錄器是對(duì)象環(huán)境記錄器。

　　在函數(shù)環(huán)境中，環(huán)境記錄器是聲明式環(huán)境記錄器。

　　注意 — 對(duì)于函數(shù)環(huán)境，聲明式環(huán)境記錄器還包含了一個(gè)傳遞給函數(shù)的 arguments 對(duì)象(此對(duì)象存儲(chǔ)索引和參數(shù)的映射)和傳遞給函數(shù)的參數(shù)的 length。

　　抽象地講，詞法環(huán)境在偽代碼中看起來像這樣：

　　GlobalExectionContext = {

　　LexicalEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Object",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　}

　　outer:

　　}

　　}

　　FunctionExectionContext = {

　　LexicalEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Declarative",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　}

　　outer:

　　}

　　}

　　變量環(huán)境：它同樣是一個(gè)詞法環(huán)境，其環(huán)境記錄器持有變量聲明語句在執(zhí)行上下文中創(chuàng)建的綁定關(guān)系。

　　如上所述，變量環(huán)境也是一個(gè)詞法環(huán)境，所以它有著上面定義的詞法環(huán)境的所有屬性。

　　在 ES6 中，詞法環(huán)境組件和變量環(huán)境的一個(gè)不同就是前者被用來存儲(chǔ)函數(shù)聲明和變量(let 和 const)綁定，而后者只用來存儲(chǔ) var 變量綁定。

　　我們看點(diǎn)樣例代碼來理解上面的概念：

　　let a = 20;

　　const b = 30;

　　var c;

　　function multiply(e, f) {

　　var g = 20;

　　return e * f * g;

　　}

　　c = multiply(20, 30);

　　執(zhí)行上下文看起來像這樣：

　　GlobalExectionContext = {

　　ThisBinding:,

　　LexicalEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Object",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　a: < uninitialized >,

　　b: < uninitialized >,

　　multiply: < func >

　　}

　　outer:

　　},

　　VariableEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Object",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　c: undefined,

　　}

　　outer:

　　}

　　}

　　FunctionExectionContext = {

　　ThisBinding:,

　　LexicalEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Declarative",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},

　　},

　　outer:

　　},

　　VariableEnvironment: {

　　EnvironmentRecord: {

　　Type: "Declarative",

　　// 在這里綁定標(biāo)識(shí)符

　　g: undefined

　　},

　　outer:

　　}

　　}

　　注意 — 只有遇到調(diào)用函數(shù) multiply 時(shí)，函數(shù)執(zhí)行上下文才會(huì)被創(chuàng)建。

　　可能你已經(jīng)注意到 let 和 const 定義的變量并沒有關(guān)聯(lián)任何值，但 var 定義的變量被設(shè)成了 undefined。

　　這是因?yàn)樵趧?chuàng)建階段時(shí)，引擎檢查代碼找出變量和函數(shù)聲明，雖然函數(shù)聲明完全存儲(chǔ)在環(huán)境中，但是變量最初設(shè)置為 undefined(var 情況下)，或者未初始化(let 和 const 情況下)。

　　這就是為什么你可以在聲明之前訪問 var 定義的變量(雖然是 undefined)，但是在聲明之前訪問 let 和 const 的變量會(huì)得到一個(gè)引用錯(cuò)誤。

　　這就是我們說的變量聲明提升。

　　執(zhí)行階段這是整篇文章中最簡(jiǎn)單的部分。在此階段，完成對(duì)所有這些變量的分配，最后執(zhí)行代碼。

　　注意 — 在執(zhí)行階段，如果 JavaScript 引擎不能在源碼中聲明的實(shí)際位置找到 let 變量的值，它會(huì)被賦值為 undefined。

　　結(jié)論我們已經(jīng)討論過 JavaScript 程序內(nèi)部是如何執(zhí)行的。雖然要成為一名卓越的 JavaScript 開發(fā)者并不需要學(xué)會(huì)全部這些概念，但是如果對(duì)上面概念能有不錯(cuò)的理解將有助于你更輕松，更深入地理解其他概念，如變量聲明提升，作用域和閉包。

　　就是這樣，如果你發(fā)現(xiàn)這篇文章有用，請(qǐng)點(diǎn)擊

作者：黑馬程序員前端與移動(dòng)開發(fā)培訓(xùn)學(xué)院
首發(fā)：http://web.itheima.com