JS Context

js的执行上下文

在js中,执行上下文保存着函数执行所需的重要信息,其中包括了三个属性:

  • 变量对象
  • 作用域链
  • this指针

上下文栈

js在执行的时候会维护一个上下文栈,每次开始执行一个函数之前,js都要创建一个上下文对象,将其压入栈中。意味着正在执行函数的上下文(当前上下文)总是在栈顶。当前函数执行完,当前上下文就会从栈中弹出,栈为空。代码开始运行时,栈顶会先放入一个全局上下文,全局上下文同样有变量对象,作用域链和this指针。
JS高级程序设计中对context的解释:

执行环境是JS中最为重要的一个概念,执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的`变量对象`,环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。代码中是无法访问这个变量对象的,但是解析器在处理数据时会用到。Web浏览器中,全局执行环境会被认为是window对象,因此所有的全局变量和函数都是作为window对象的属性和方法创建的。每个函数在被调用时也会创建自己的执行环境 ......  

1. 变量对象

每次执行一个函数之前,执行引擎都会创建一个上下文对象,创建上下文对象的时候,就会创建它的变量对象,这个过程是:

  • 建立arguments对象:对象的属性名是’0‘,’1‘,’2‘......,属性值就是实际传入的参数。arguments.length是实际参数的个数。
  • 找到将要执行的函数内的所有函数声明,属性名就是函数名,属性值就是函数的引用(我的理解是指向该函数的运行时内存地址。可以和JVM进行一个对比:JVM栈帧中方法调用也会涉及到一个存储值,叫做符号引用,指向运行时常量池,而不是实际运行时内存地址,优点:灵活可扩展,缺点:复杂)。如果有多个同名的函数声明,后出现的函数覆盖前面的属性值。
  • 找到这个将要执行的函数内的所有变量声明,存储在变量对象中,属性名就是变量名,属性值是undefined。

变量对象:函数还未开始执行时
活动对象:函数开始执行后
两者其实是同一事物在不同时期的不同称谓。

js的变量提升是如何做到的

js在执行函数时会扫描函数代码,将变量、函数声明放到变量对象中。执行函数时如果遇到变量和函数名就去活动对象中查找,发现有对应的属性名就去取出它的属性值(也就是可以在一个变量或函数在被声明之前使用该变量或函数)。

function fun() {
    console.log(a);
    var a =10;
    innerFun();
    return;
    function innnerFun() {
        console.log('Haha,innerFun!');
    }
}
fun();
执行结果:
// undefined
// Haha,innnerFun!

ES6之前为什么没有块级作用域

ES6之前,ECMAScript只有两种作用域:

  • 全局作用域
  • 函数作用域

原因就是:变量对象,变量提升:因为只要在同一函数中声明,所有变量都会保存在同一变量对象中!所以在代码块内部和外部声明变量没有区别。
ps

  • 浏览器中全局上下文的变量对象就是全局对象(window对象),Node.js全局上下文中的变量不是全局对象(global)。
  • ES6中有块级作用域: let let没有变量提升特性,但是有提升特性,称之为 暂时性死区

2. 作用域链解析

作用域链的作用:保证对执行环境(上下文)有权访问的所有变量和函数的有序访问。
作用域链就是变量对象的数组
第一个是当前函数的活动对象,第二个是当前活动函数的父亲上下文的活动对象,以此类推,最后一个是全局上下文的活动对象。
执行引擎在解析一个变量名的时候,会沿着当前执行函数的作用域链查找,找到则使用,找不到报错。
父亲上下文:当前函数声明时所在的上下文。
作用域链时如何创建的
作用域链数组可以分为两部分:

  • 第一个元素:当前函数的变量对象
  • 后面的所有元素: 上册上下文的变量对象(所有上层上下文的链叫做[[Scope]])

第二部分其实在函数声明的时候就已经确定了,[[Scope]]是函数的一个属性,从函数声明到函数销毁一直存在,且不会改变。
决定上层上下文的是函数在哪里声明,而不是函数在哪里调用。
因此,本函数的变量对象一旦创建好,执行引擎就可以合并[[Scope]],创建出一个作用域链了。
所以作用域链是在函数执行之前,与执行上下文一起创建的,但是实际上第二部分也就是主要内容在定义函数的时候就已经确认了。

两个思考:

  • 为什么js有函数作用域(函数的作用域链中的变量对象)
  • 闭包的原理(闭包之所以能够“记忆”它被创建时候的环境,就是因为[[scope]]将函数声明时所在上下文的作用域链给存起来了)

ps: 函数执行完毕后,执行期间创建的变量理论上会被销毁,上下文从栈中弹出,但是如果js引擎发现你正在使用闭包,那么使用到的变量就不会被清理。
对于前半句话个人理解:js中函数执行完毕后的内存清理与js垃圾回收没有关系,我学习js的一位博主在博客中说js垃圾回收机制会清理掉函数执行期间创建的变量,但是我从JVM的运行时栈帧原理认为其实两者没有关系。具体是如何实现的没去了解过。

3. this指针如何确定

这一部分的讨论前提:浏览器严格模式下("use strict" 的目的是指定代码在严格条件下执行,严格模式下你不能使用未声明的变量。)

函数被调用的时候,调用函数的那个对象会被传递到执行上下文中,成为this的值。
函数调用:

caller.func(arg1,arg2)

等价于

func.invoke(caller, [arg1, arg2])

调用者会被作为参数传递给invoke函数,invoke函数负责创建执行上下文,然后开始执行函数代码,因此,可以理解为:函数this的指向与这个函数在哪里定义无关,只与调用这个函数的对象有关,this在调用时确定而不是定义时。
总结

  • this指向函数调用者,与定义环境无关
  • 如果函数自主调用(独立调用),那么this指向undefined
'use strict'
var  caller = {
    a: 10,
    func: function func() {
        console.log(this);
    }
}

var ref = caller.func;

caller.func();
ref();     //undefined
console.log(this);      //Window{...}

3种特殊情况:

  • 全局上下文this指向window对象
  • 构造函数中this指向正在构造的对象
  • 通过apply或call调用函数时或通过bind得到函数时,可以自定义this的指向
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