前言
如果你是一名 JavaScript 開發者，或者想要成為一名 JavaScript 開發者，那么你必須知道 JavaScript 程序內部的執行機制。執行上下文和執行棧是 JavaScript 中關鍵概念之一，是 JavaScript 難點之一。 理解執行上下文和執行棧同樣有助於理解其他的 JavaScript 概念如提升機制、作用域和閉包等。本文盡可能用通俗易懂的方式來介紹這些概念。
一、執行上下文（Execution Context）
1. 什么是執行上下文
簡而言之，執行上下文就是當前 JavaScript 代碼被解析和執行時所在環境的抽象概念， JavaScript 中運行任何的代碼都是在執行上下文中運行
2. 執行上下文的類型
執行上下文總共有三種類型：
- 全局執行上下文： 這是默認的、最基礎的執行上下文。不在任何函數中的代碼都位於全局執行上下文中。它做了兩件事：1. 創建一個全局對象，在瀏覽器中這個全局對象就是 window 對象。2. 將 this 指針指向這個全局對象。一個程序中只能存在一個全局執行上下文。
- 函數執行上下文： 每次調用函數時，都會為該函數創建一個新的執行上下文。每個函數都擁有自己的執行上下文，但是只有在函數被調用的時候才會被創建。一個程序中可以存在任意數量的函數執行上下文。每當一個新的執行上下文被創建，它都會按照特定的順序執行一系列步驟，具體過程將在本文后面討論。
- Eval 函數執行上下文： 運行在 eval 函數中的代碼也獲得了自己的執行上下文，但由於 Javascript 開發人員不常用 eval 函數，所以在這里不再討論。
二、執行上下文的生命周期
執行上下文的生命周期包括三個階段：創建階段 → 執行階段 → 回收階段，本文重點介紹創建階段。
1. 創建階段
當函數被調用，但未執行任何其內部代碼之前，會做以下三件事：
- 創建變量對象：首先初始化函數的參數 arguments，提升函數聲明和變量聲明。下文會詳細說明。
- 創建作用域鏈（Scope Chain）：在執行期上下文的創建階段，作用域鏈是在變量對象之后創建的。作用域鏈本身包含變量對象。作用域鏈用於解析變量。當被要求解析變量時，JavaScript 始終從代碼嵌套的最內層開始，如果最內層沒有找到變量，就會跳轉到上一層父作用域中查找，直到找到該變量。
- 確定 this 指向：包括多種情況，下文會詳細說明
在一段 JS 腳本執行之前，要先解析代碼（所以說 JS 是解釋執行的腳本語言），解析的時候會先創建一個全局執行上下文環境，先把代碼中即將執行的變量、函數聲明都拿出來。變量先暫時賦值為 undefined，函數則先聲明好可使用。這一步做完了，然后再開始正式執行程序。
另外，一個函數在執行之前，也會創建一個函數執行上下文環境，跟全局上下文差不多，不過 函數執行上下文中會多出 this arguments 和函數的參數。
2. 執行階段
執行變量賦值、代碼執行
3. 回收階段
執行上下文出棧等待虛擬機回收執行上下文
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三、變量提升和 this 指向的細節
1. 變量聲明提升
大部分編程語言都是先聲明變量再使用，但在 JS 中，事情有些不一樣：
console.log(a); // undefined
var a = 10;
上述代碼正常輸出undefined而不是報錯Uncaught ReferenceError: a is not defined,這是因為聲明提升（hoisting），相當於如下代碼：
var a; //聲明 默認值是undefined “准備工作”
console.log(a);
a = 10; //賦值
2. 函數聲明提升
我們都知道，創建一個函數的方法有兩種，一種是通過函數聲明function foo(){}
另一種是通過函數表達式var foo = function(){} ,那這兩種在函數提升有什么區別呢？
console.log(f1); // function f1(){}
function f1() {} // 函數聲明
console.log(f2); // undefined
var f2 = function() {}; // 函數表達式
接下來我們通過一個例子來說明這個問題：
function test() {
foo(); // Uncaught TypeError "foo is not a function"
bar(); // "this will run!"
var foo = function() {
// function expression assigned to local variable 'foo'
alert("this won't run!");
};
function bar() {
// function declaration, given the name 'bar'
alert("this will run!");
}
}
test();
在上面的例子中，foo()調用的時候報錯了，而 bar 能夠正常調用。
我們前面說過變量和函數都會上升，遇到函數表達式 var foo = function(){}時，首先會將var foo上升到函數體頂部，然而此時的 foo 的值為 undefined,所以執行foo()報錯。
而對於函數bar(), 則是提升了整個函數，所以bar()才能夠順利執行。
有個細節必須注意：當遇到函數和變量同名且都會被提升的情況，函數聲明優先級比較高，因此變量聲明會被函數聲明所覆蓋，但是可以重新賦值。
alert(a); //輸出：function a(){ alert('我是函數') }
function a() {
alert("我是函數");
} //
var a = "我是變量";
alert(a); //輸出：'我是變量'
function 聲明的優先級比 var 聲明高，也就意味着當兩個同名變量同時被 function 和 var 聲明時，function 聲明會覆蓋 var 聲明
這代碼等效於：
function a() {
alert("我是函數");
}
var a; //hoisting
alert(a); //輸出：function a(){ alert('我是函數') }
a = "我是變量"; //賦值
alert(a); //輸出：'我是變量'
最后我們看個復雜點的例子：
function test(arg) {
// 1. 形參 arg 是 "hi"
// 2. 因為函數聲明比變量聲明優先級高，所以此時 arg 是 function
console.log(arg);
var arg = "hello"; // 3.var arg 變量聲明被忽略， arg = 'hello'被執行
function arg() {
console.log("hello world");
}
console.log(arg);
}
test("hi");
/* 輸出：
function arg(){
console.log('hello world')
}
hello
*/
這是因為當函數執行的時候,首先會形成一個新的私有的作用域，然后依次按照如下的步驟執行：
- 如果有形參，先給形參賦值
- 進行私有作用域中的預解釋，函數聲明優先級比變量聲明高，最后后者會被前者所覆蓋，但是可以重新賦值
- 私有作用域中的代碼從上到下執行
3. 確定 this 的指向
先搞明白一個很重要的概念 —— this 的值是在執行的時候才能確認，定義的時候不能確認！ 為什么呢 —— 因為 this 是執行上下文環境的一部分，而執行上下文需要在代碼執行之前確定，而不是定義的時候。看如下例子：
// 情況1
function foo() {
console.log(this.a) //1
}
var a = 1
foo()
// 情況2
function fn(){
console.log(this);
}
var obj={fn:fn};
obj.fn(); //this->obj
// 情況3
function CreateJsPerson(name,age){
//this是當前類的一個實例p1
this.name=name; //=>p1.name=name
this.age=age; //=>p1.age=age
}
var p1=new CreateJsPerson("尹華芝",48);
// 情況4
function add(c, d){
return this.a + this.b + c + d;
}
var o = {a:1, b:3};
add.call(o, 5, 7); // 1 + 3 + 5 + 7 = 16
add.apply(o, [10, 20]); // 1 + 3 + 10 + 20 = 34
// 情況5
<button id="btn1">箭頭函數this</button>
<script type="text/javascript">
let btn1 = document.getElementById('btn1');
let obj = {
name: 'kobe',
age: 39,
getName: function () {
btn1.onclick = () => {
console.log(this);//obj
};
}
};
obj.getName();
</script>
接下來我們逐一解釋上面幾種情況
- 對於直接調用 foo 來說，不管 foo 函數被放在了什么地方，this 一定是 window
- 對於 obj.foo() 來說，我們只需要記住，誰調用了函數，誰就是 this，所以在這個場景下 foo 函數中的 this 就是 obj 對象
- 在構造函數模式中，類中(函數體中)出現的 this.xxx=xxx 中的 this 是當前類的一個實例
- call、apply 和 bind：this 是第一個參數
- 箭頭函數 this 指向:箭頭函數沒有自己的 this，看其外層的是否有函數，如果有，外層函數的 this 就是內部箭頭函數的 this，如果沒有，則 this 是 window。
四、執行上下文棧（Execution Context Stack）
函數多了，就有多個函數執行上下文，每次調用函數創建一個新的執行上下文，那如何管理創建的那么多執行上下文呢？
JavaScript 引擎創建了執行上下文棧來管理執行上下文。可以把執行上下文棧認為是一個存儲函數調用的棧結構，遵循先進后出的原則。
從上面的流程圖，我們需要記住幾個關鍵點：
- JavaScript 執行在單線程上，所有的代碼都是排隊執行。
- 一開始瀏覽器執行全局的代碼時，首先創建全局的執行上下文，壓入執行棧的頂部。
- 每當進入一個函數的執行就會創建函數的執行上下文，並且把它壓入執行棧的頂部。當前函數執行完成后，當前函數的執行上下文出棧，並等待垃圾回收。
- 瀏覽器的 JS 執行引擎總是訪問棧頂的執行上下文。
- 全局上下文只有唯一的一個，它在瀏覽器關閉時出棧。
我們再來看個例子：
var color = "blue";
function changeColor() {
var anotherColor = "red";
function swapColors() {
var tempColor = anotherColor;
anotherColor = color;
color = tempColor;
}
swapColors();
}
changeColor();
上述代碼運行按照如下步驟：
- 當上述代碼在瀏覽器中加載時，JavaScript 引擎會創建一個全局執行上下文並且將它推入當前的執行棧
- 調用 changeColor 函數時，此時 changeColor 函數內部代碼還未執行，js 執行引擎立即創建一個 changeColor 的執行上下文（簡稱 EC），然后把這執行上下文壓入到執行棧（簡稱 ECStack）中。
- 執行 changeColor 函數過程中，調用 swapColors 函數，同樣地，swapColors 函數執行之前也創建了一個 swapColors 的執行上下文，並壓入到執行棧中。
- swapColors 函數執行完成，swapColors 函數的執行上下文出棧，並且被銷毀。
- changeColor 函數執行完成，changeColor 函數的執行上下文出棧，並且被銷毀。
