JavaScript的執行上下文,真沒你想的那么難


作者:小土豆
博客園:https://www.cnblogs.com/HouJiao/
掘金:https://juejin.im/user/2436173500265335

前言

在正文開始前,先來看兩個JavaScript代碼片段。

代碼一

console.log(a);
var a = 10;

代碼二

fn1();
fn2();

function fn1(){
    console.log('fn1');
}
var fn2 = function(){
    console.log('fn2');
}

如果你能正確的回答解釋以上代碼的輸出結果,那說明你對JavaScript執行上下文已經有一定的了解;反之,閱讀完這篇文章,相信你一定會得到答案。

什么是執行上下文

var a = 10;

function fn1(){
    console.log(a);     // 10
    function test(){
        console.log('test');
    }
}

fn1();
test();   // Uncaught ReferenceError: test is not defined

上面這段代碼我們在全局環境中定義了變量a和函數fn1,在調用函數fn1時,fn1內部可以成功訪問全局環境中定義的變量a;接着,我們在全局環境中調用了fn1內部定義的test函數,這行代碼會導致ReferenceError,因為我們在全局環境中無法訪問fn1內部的test函數。那這些變量或者函數能否正常被訪問,就和JavaScript執行上下文有着很大的關系。

JavaScript執行上下文也叫JavaScript執行環境,它是在JavaScript代碼的執行過程中創建出來的,它規定了當前代碼能訪問到的變量函數,同時也支持着整個JavaScript代碼的運行。

在一段代碼的執行過程中,如果是執行全局環境中的代碼,則會創建一個全局執行上下文,如果遇到函數,則會創建一個函數執行上下文

如上圖所示,代碼在執行的過程中創建了三個執行上下文:一個全局執行上下文,兩個函數執行上下文。因為全局環境只有一個,因此在代碼的執行過程中只會創建一個全局執行上下文;而函數可以定義多個,所以根據代碼有可能會創建多個函數執行上下文

同時JavaScript還會創建一個執行上下文棧用來管理代碼執行過程中創建的多個執行上下文

執行上下文棧也可以叫做環境棧,在后續的描述中統一簡稱為執行棧

執行棧數據結構中的是同一種數據類型,有着先進后出的特性。

執行上下文的創建

前面我們簡單理解了執行上下文的概念,同時知道了多個執行上下文是通過執行棧進行管理的。那執行上下文如何記錄當前代碼可訪問的變量函數將是我們接下來需要討論的問題。

首先我們需要明確執行上下文生命周期包含兩個階段:創建階段執行階段

創建階段對應到我們的代碼,也就是代碼剛進入全局環境或者函數剛被調用;而執行階段則對應代碼一行一行在被執行。

創建階段

執行上下文創建階段會做三件事:

  1. 創建變量對象(Variable Object,簡稱VO)
  2. 創建作用域鏈(Scope Chain)
  3. 確定this指向

this想必大家都知道,那變量對象作用域鏈又是什么呢,這里先給大家梳理出這兩個的概念。

變量對象: 變量對象保存着當前環境可以訪問的變量函數,保存方式為key:value,其中key為變量名或者函數名,value為變量的值或者函數引用。

作用域鏈作用域鏈是由變量對象組成的一個列表或者鏈表結構,作用域鏈的最前端是當前環境的變量對象作用域的下一個元素是上一個環境變量對象,再下一個元素是上上一個環境的變量對象,一直到全局的環境中的變量對象全局環境變量對象始終是作用域鏈的最后一個對象。當我們在一段代碼中訪問某個變量或者函數時,會在當前環境的執行上下文的變量對象中查找變量或者函數,如果沒有找到,則會沿着作用域鏈一直向下查找變量函數

這里的描述的環境無非兩種,一種是全局的環境,一種是函數所在的環境。

此處參考《JavaScript高級程序設計》第三版第4章2節。

相信很多人此刻已經沒有信心在往下看了,因為我已經拋出了好多的概念:執行上下文執行上下文棧變量對象作用域鏈等等。不過沒有關系,我們不用太過於糾結這些所謂的名詞,以上的內容大致有個印象即可,繼續往下看,疑惑會慢慢解開。

全局執行上下文

我們先以全局環境為例,分析一下全局執行上下文創建階段會有怎樣的行為。

前面我們說過全局執行上下文創建階段對應代碼剛進入全局環境,這里為了模擬代碼剛進入全局環境,我在JavaScript腳本最開始的地方打了斷點

<script>debugger
    var a = 10;
    var b = 5;
    function fn1(){ 
        console.log('fn1 go')
    }
    function fn2(){
        console.log('fn2 go')
    }
    fn1();
    fn2();
</script>

這種調試方式可能不是很准確,但是可以很好的幫助我們理解抽象的概念。

運行這段代碼,代碼執行到斷點處會停下來。此時我們在瀏覽器console工具中訪問我們定義的變量函數

可以看到,我們已經能訪問到var定義的變量,這個叫變量聲明提升,但是因為代碼還未被執行,所以變量的值還是undefined;同時聲明的函數也可以正常被調用,這個叫為函數聲明提升

前面我們說變量對象保存着當前環境可以訪問到的變量函數,所以此時變量對象的內容大致如下:

// 變量對象
VO:{
    a: undefined,
    b: undefined,
    fn1: <Function fn1()>,  // 已經是函數本身 可以調用
    fn2: <Function fn2()>   // 已經是函數本身 可以調用
},

此時的this也已經指向window對象。

所以this內容如下:

//this保存的是window對象的地址,即this指向window 
this: <window Reference> 

最后就是作用域鏈,在瀏覽器的斷點調試工具中,我們可以看到作用域鏈的內容。

展開Scope項,可以看到當前的作用域鏈只有一個GLobal元素,Global右側還有一個window標識,這個表示Global元素的指向是window對象。

// 作用域鏈
scopeChain: [Global<window>],   // 當前作用域鏈只有一個元素

到這里,全局執行上下文創建階段中的變量對象作用域鏈this指向梳理如下:

// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO:{
    	a: undefined,
        b: undefined,
        fn1: <Function fn1()>,  // 已經是函數本身 可以調用
        fn2: <Function fn2()>   // 已經是函數本身 可以調用
    },
    scopeChain: [Global<window>],  // 全局環境中作用域鏈只有一個元素,就是Global,並且指向window對象
    this: <window Reference>    // this保存的是window對象的地址,即this指向window

}

前面我們說作用域鏈是由變量對象組成的,作用域鏈的最前端是當前環境的變量對象。那根據這個概念,我們應該能推理出來:GlobalExecutionContext.VO == Global<window> == window的結果為true,因為GlobalExecutionContext.VOGlobal<window>都是我們偽代碼中定義的變量,在實際的代碼中並不存在,而且我們也訪問不到真正的變量對象,所以還是來看看瀏覽器中的斷點調試工具。

我們展開Global選項。

可以看到Global中是有我們定義的變量ab和函數fn1fn2。同時還有我們經常會用到的變量document函數alertconform等,所以我們會說Global是指向window對象的,這里也就能跟瀏覽器的顯示對上了。

最后就是對應的執行棧

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]

函數執行上下文

此處參考全局上下文,在fn1函數執行前打上斷點

<script>
    var a = 10;
    var b = 5;
    function fn1(param1, param2){ debugger
        var result = param1 + param2;
        function inner() {
            return 'inner go';
        }
        inner();
        return 'fn1 go'
    }
    function fn2(){
        return 'fn2 go'
    }
    fn1(a,b);
    fn2();
</script>

打開瀏覽器,代碼執行到斷點處暫停,繼續在console工具中訪問一些相關的變量函數

根據實際的調試結果,函數執行上下文變量對象如下:

其實在函數執行山下文中,變量對象不叫變量對象,而是被稱之為活動對象(Active Object,簡稱AO),它們其實也只是叫法上的區別,所以后面的偽代碼中,我統一寫成VO
但是這里有必要給大家做一個說明,以免造成一些誤解。

// 變量對象
VO: {
    param1: 10,
    param2: 5,
    result: undefined,
    inner: <Function inner()>,
    arguments:{
    	0: 10,
        1:5,
        length: 2,
        callee: <Function fn1()>
    }
}

對比全局的執行上下文函數執行上下文變量對象除了函數內部定義的變量函數,還有函數的參數,同時還有一個arguments對象。

arguments對象是所有(非箭頭)函數中的局部變量,它和函數的參數有着一定的對應關系,可以使用從arguments中獲得函數的參數。

函數執行上下文作用域鏈如下:

用代碼表示:

// 作用域鏈
scopeChain: [
    Local<fn1>,     // fn1函數執行上下文的變量對象,即Fn1ExecutionContext.VO
    Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
] 

作用域鏈最前端的元素是Local,也就是當前環境當前環境就是fn1函數)的變量對象。我們可以展開Local,其內容基本和前面我們總結的變量對象VO一致。

這個Local展開的內容和前面總結的活動對象AO基本一致,這里只是Chrome瀏覽器的展示方式,不用過多糾結。

this對象同樣指向了window

fn1函數內部的this指向window對象,源於fn1函數的調用方式。

總結函數執行上下文創建階段的行為:

// 函數執行上下文
Fn1ExecutionContext = {
    VO: {
        param1: 10,
        param2: 5,
        result: undefined,
        inner: <Function inner()>,
        arguments:{
            0: 10,
            1:5,
            length: 2,
            callee: <Function fn1()>
        }
    },
    scopeChain: [
        Local<fn1>,  // fn1函數執行上下文的變量對象,即Fn1ExecutionContext.VO
        Global<window> // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

此時的執行棧如下:

// 執行棧
ExecutionStack = [
    Fn1ExecutionContext,      // fn1執行上下文
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]

執行階段

執行上下文執行階段,相對來說比較簡單,基本上就是為變量賦值和執行每一行代碼。這里以全局執行上下文為例,梳理執行上下文執行階段的行為:

// 函數執行上下文
Fn1ExecutionContext = {
	VO: {
            param1: 10,
            param2: 5,
            result: 15,
            inner: <Function inner()>,
            arguments:{
                0: 10,
                1:5,
                length: 2,
                callee: <Function fn1()>
            }
    	},
        scopeChain: [
            Local<fn1>,  // fn1函數執行上下文的變量對象,即Fn1ExecutionContext.VO
            Global<window> // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
        ],
        this: <window reference>
}

執行上下文的擴展

堅持看到這里的同學,相信大家對JavaScript的執行上下文已經有了一點的認識。那前面為了讓大家更好的理解JavaScript的執行上下文,我省略了一些特殊的情況,那接下來緩口氣,我們在來看看有關執行上下文的更多內容。

let和const

ES6特性熟悉的同學都知道ES6新增了兩個定義變量的關鍵字letconst,並且這兩個關鍵字不存在變量聲明提升

還是前面的一系列調試方法,我們分析一下全局環境中的letconst。首先我們運行下面這段JavaScript代碼。

<script> debugger
    let a = 0;
    const b = 1;
</script>

斷點處訪問變量ab,發現出現了錯誤。

那這個說明在執行上下文執行階段,我們是無法訪問letconst定義的變量,即進一步證實了letconst不存在變量聲明提升。也說明了在執行上下文創建階段變量對象中沒有letconst定義的變量。

函數

函數一般有兩種定義方式,第一種是函數聲明,第二種是函數表達式

// 函數聲明
function fn1(){
    // do something
}

// 函數表達式
var fn2 = function(){
    // do something
}

接着我們來運行下面的這段代碼。

<script> debugger
    function fn1(){
        return 'fn1 go';
    }

    var fn2 = function (){
        return 'fn2 go';
    }
</script>

代碼運行到斷點處暫停,手動調用函數:fn1fn2

從結果可以看到,對於函數聲明,因為存在函數聲明提升,所以可以在函數定義前使用函數;而對於函數表達式,在函數定義前使用會導致錯誤,說明函數表達式不存在函數聲明提升

這個例子補充了前面的內容:在執行上下文創建階段變量對象的內容不包含函數表達式

詞法環境

在梳理這篇文章的過程中,看到很多文章提及到了詞法環境變量環境這個概念,那這個概念是ES5提出來的,是前面我們所描述的變量對象作用域鏈的另一種設計和實現。基於ES5新提出來這個概念,對應的執行上下文表示也會發生變化。

// 執行上下文
ExecutionContext = {
    // 詞法環境
    LexicalEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { },
        // 外部環境引用
        outer: <outer reference>
    },
    // 變量環境
    VariableEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { },
        // 外部環境引用
        outer: <outer reference>
    },
    // this指向
    this: <this reference>
}

詞法環境環境記錄外部環境引用組成,其中環境記錄變量對象類似,保存着當前執行上下文中的變量函數;同時環境記錄在全局執行上下文中稱為對象環境記錄,在函數執行上下文中稱為聲明性環境記錄

// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    // 詞法環境
    LexicalEnvironment: {
        // 環境記錄之對象環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: "Object"    // type標識,表明該環境記錄是對象環境記錄
        },
        // 外部環境引用
        outer: <outer reference>
    }
}

// 函數執行上下文
FunctionExecutionContext = {
    // 詞法環境
    LexicalEnvironment: {
        // 環境記錄之聲明性環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: 'Declarative' // type標識,表明該環境記錄是聲明性環境記錄
        },
        // 外部環境引用
        outer: <outer reference>
    }
}

這點就類似變量對象也只存在於全局上下文中,而在函數上下文中稱為活動對象

詞法環境中的外部環境保存着其他執行上下文的詞法環境,這個就類似於作用域鏈

除了詞法環境之外,還有一個名詞變量環境,它實際也是詞法環境,這兩者的區別是變量環境只保存用var聲明的變量,除此之外像letconst定義的變量函數聲明、函數中的arguments對象等,均保存在詞法環境中

以這段代碼為例:

var a = 10;
var b = 5;
let m = 10;
function fn1(param1, param2){
    var result = param1 + param2;
    function inner() {
        return 'inner go';
    }
    inner();
    return 'fn1 go'
}
fn1(a,b);

如果以ES5中新提及的詞法環境變量環境概念來表示執行上下文,應該是下面這樣:

// 執行棧
ExecutionStack = [
    fn1ExecutionContext,  // fn1執行上下文
    GlobalExecutionContext,  // 全局執行上下文
]
// fn1執行上下文
fn1ExecutionContext = {
    // 詞法環境
    LexicalEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: 'Declarative',  // 函數的環境記錄稱之為聲明性環境記錄
            arguments: {
                0: 10,
                1: 5,
                length: 2
            }, 
            inner: <Function inner>
        },
        // 外部環境引用
        outer: <GlobalLexicalEnvironment>
    },
    // 變量環境
    VariableEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: 'Declarative',  // 函數的環境記錄稱之為聲明性環境記錄
            result: undefined,   // 變量環境只保存var聲明的變量
        },
        // 外部環境引用
        outer: <GlobalLexicalEnvironment>
    }
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    // 詞法環境
    LexicalEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: 'Object',  // 全局執行上下文的環境記錄稱為對象環境記錄
            m: < uninitialized >,  
            fn1: <Function fn1>,
            fn2: <Function fn2>
        },
        // 外部環境引用
        outer: <null>   // 全局執行上下文的外部環境引用為null
    },
    // 變量環境
    VariableEnvironment: {
        // 環境記錄
    	EnvironmentRecord: { 
            Type: 'Object',  // 全局執行上下文的環境記錄稱為對象環境記錄
            a: undefined,   // 變量環境只保存var聲明的變量
            b: undefined,   // 變量環境只保存var聲明的變量
        },
        // 外部環境引用
        outer: <null>   // 全局執行上下文的外部引用為null
    }
}

以上的內容基本上參考這篇文章:【譯】理解 Javascript 執行上下文和執行棧。關於詞法環境相關的內容沒有過多研究,所以本篇文章就不在多講,后面的一些內容還是會以變量對象作用域鏈為准。

調試方法說明

關於本篇文章中的調試方法,僅僅是我自己實踐的一種方式,比如在斷點處代碼暫停運行,然后我在console工具中訪問變量或者調用函數,其實大可以將這些寫入代碼中。

console.log(a);
fn1();
fn2();
var a = 10;
function fn1(){
    return 'fn1 go';
}
var fn2 = function (){
    return 'fn2 go';
}

在代碼未執行到變量聲明函數聲明處,都可以暫且認為處於執行上下文創建階段,當變量訪問出錯或者函數調用出錯,也可以得出同樣的結論,而且這種方式也非常的准確。

反而是我這種調試方法的實踐過程中,會出現很多和實際不符的現象,比如下面這個例子。

前面我們其實給出過正確結論:函數聲明,可以在函數定義前使用函數,而函數表達式不可以。而如果是我這種調試方式,會發現此時調用innerother都會出錯。

其原因我個人猜測應該是瀏覽器console工具的上層實現的原因,如果你也遇到同樣的問題,不必過分糾結,一定要將實際的代碼運行結果和書中的理論概念結合起來,正確的理解JavaScript執行上下文

躬行實踐

台下十年功,終於到了台上的一分鍾了。了解了JavaScript執行上下文之后,對於網上流傳的一些高頻面試題和代碼,都可以用執行上下文中的相關知識來分析。

首先是本文開篇貼出的兩段代碼。

代碼一

console.log(a);
var a = 10;

這段代碼的運行結果相信大家已經了然於胸:console.log的結果是undefined。其原理也很簡單,就是變量聲明提升

代碼二

fn1();
fn2();

function fn1(){
    console.log('fn1');
}
var fn2 = function(){
    console.log('fn2');
}

這個示例應該也是小菜一碟,前面我們已經做過代碼調試:fn1可以正常調用,調用fn2會導致ReferenceError

代碼三

var numberArr = [];

for(var i = 0; i<5; i++){
    numberArr[i] = function(){
        return i;
    }
}
numberArr[0]();  
numberArr[1]();  
numberArr[2]();  
numberArr[3]();  
numberArr[4]();  

此段代碼如果刷過面試題的同學一定知道答案,那這次我們用執行上下文的知識點對其進行分析。

step 1

代碼進入全局環境,開始全局執行上下文創建階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
    	numberArr: undefined,
        i: undefined,
    },
    scopeChain: [
    	Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 2

接着代碼一行一行被執行,開始全局執行上下文執行階段

當代碼開始進入第一個循環:

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為1,第一個元素是一個Function
    	numberArr: Array[1][f()], 
        i: 0,
    },
    scopeChain: [
    	Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

上面總結的執行上下文內容是代碼已經進入到第一個循環,跳過了numberArr聲明賦值,后面所有的代碼只分析關鍵部分,不會一行一行的分析。

step 3

代碼進入第五次循環(第五次循環因為不滿足條件並不會真正執行,但是i值已經加1):

省略i=2i = 3i = 4的執行上下文內容。

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為5,元素均為Function
    	numberArr: Array[5][f(), f(), f(), f(), f()],
        i: 5,
    },
    scopeChain: [
    	Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

循環部分結束以后,我們發現i此時的值已經是5了。

step 4

接着我們訪問numberArr中的元素numberArr中的每一個元素都是一個匿名函數,函數返回i的值)並調用。首先是訪問下標為0的元素,之后調用對應的匿名函數,既然是函數調用,說明還會生成一個函數執行上下文

// 執行棧
ExecutionStack = [
    FunctionExecutionContext   // 匿名函數執行上下文
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 匿名函數執行上下文
FunctionExecutionContext = {
    VO: {},    // 變量對象為空
    scopeChain: [
    	LocaL<anonymous>,  // 匿名函數執行上下文的變量對象,即FunctionExecutionContext.VO
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <numberArr reference>   // this指向numberArr this == numberArr 值為true  
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為5,元素均為Function
    	numberArr: Array[5][f(), f(), f(), f(), f()],
        i: 5,
    },
    scopeChain: [
       Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

調用匿名函數時,函數執行上下文變量對象的值為空,所以當該匿名函數返回i時,在自己的變量對象中沒有找到對應的i值,就會沿着自己的作用域鏈(scopeChain)去全局執行上下文的變量對象Global<window>中查找,於是返回了5

那后面訪問numberArr變量的第1個第2個...第4個元素也是同樣的道理,均會返回5

代碼四

var numberArr = [];
for(let i = 0; i<5; i++){
    numberArr[i] = function(){
        return i;
    }
}
console.log(numberArr[0]());
console.log(numberArr[1]());
console.log(numberArr[2]());
console.log(numberArr[3]());
console.log(numberArr[4]());

這段代碼和上面一段代碼基本一致,只是我們將循環中控制次數的變量i使用了let關鍵字聲明,那接下來開始我們的分析。

step 1

首先是全局執行上下文創建階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
    	numberArr: undefined
    },
    scopeChain: [
       Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

因為let關鍵字不存在變量提升,因此全局執行上下文變量對象中並沒有變量i

step 2

當代碼一行一行的執行,開始全局執行上下文執行階段

以下是代碼執行進入第一次循環:

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為1,第一個元素是一個Function
    	numberArr: Array[1][f()], 
    },
    scopeChain: [
       Block,           // let定義的for循環形成了一個塊級作用域
       Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

可以看到當循環開始執行時,因為遇到了let關鍵字,因此會創建一個塊級作用域,里面包含了變量i的值。這個塊級作用域非常的關鍵,正是因為這個塊級作用域在循環的時候保存了變量的值,才使得這段代碼的運行結果不同於上一段代碼。

step 3

i值為5時:

省略i=1i = 3i = 4的執行上下文內容。

GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為2,元素均為Function
    	numberArr: Array[5][f(), f(), f(), f(), f()],
    },
    scopeChain: [
        Block, 
        Global<window>
    ],
    this: <window reference>
}

此時塊級作用域中變量i的值也同步更新為5

step 4

接着就是訪問數組中的第一個元素,調用匿名函數匿名函數在執行的時候會創建一個函數執行上下文


// 執行棧
ExecutionStack = [
    FunctionExecutionContext, // 匿名函數執行上下文
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 匿名函數執行上下文
FunctionExecutionContext = {
    VO: {},    // 變量對象為空
    scopeChain: [
    	LocaL<anonymous>,  // 匿名函數執行上下文的變量對象,即FunctionExecutionContext.VO
        Block,   // 塊級作用域
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <numberArr reference>   // this指向numberArr this == numberArr 值為true  
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        // 這種寫法代表number是一個Array類型,長度為2,元素均為Function
    	numberArr: Array[5][f(), f(), f(), f(), f()],
    },
    scopeChain: [
        Global<window>
    ],
    this: <window reference>
}

匿名函數因為保存着let關鍵字定義的變量i,因此作用域鏈中會保存着第一次循環時創建的那個塊級作用域,這個塊級作用域前面我們說過也在瀏覽器的調試工具中看到過,它保存着當前循環的i值。

所以當return i時,當前執行上下文的變量對象為空,就沿着作用域向下查找,在Block中找到對應的變量i,因此返回0;后面訪問numberArr[1]()numberArr[2]()、...、numberArr[4]()也是同樣的道理。

代碼五

var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f();
}
checkscope();

這段代碼包括下面的都是在梳理這篇文章的過程中,看到的一個很有意思的示例,所以貼在這里和大家一起分析一下。

step 1

代碼進入全局環境,開始全局執行上下文創建階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: undefined,
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
       Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 2

全局執行上下文執行階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',      // 變量賦值
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
       Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 3

當代碼執行到最后一行:checkscope(),開始checkscope函數執行上下文創建階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    CheckScopeExecutionContext,  // checkscope函數執行上下文
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 函數執行上下文
CheckScopeExecutionContext = {
    VO: {
        scope: undefined,
        f: <Function f>, // 函數已經可以被調用
    },
    scope: [
        Local<checkscope>,    // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>   //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 4

接着是checkscope函數執行上下文執行階段

// 執行棧
ExecutionStack = [
    CheckScopeExecutionContext,  // 函數執行上下文
    GlobalExecutionContext    // 全局執行上下文
]
// 函數執行上下文
CheckScopeExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'local scope',  // 變量賦值
        f: <Function f>, // 函數已經可以被調用
    },
    scope: [
        Local<checkscope>,    // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>   //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 5

執行到return f()時,進入f函數執行上下文創建階段

// 函數執行上下文的創建階段
FExecutionContext = {
    VO: {},
    scope: [
        Local<f>,    // f執行上下文的變量對象 也就是FExecutionContext.VO
        Local<checkscope>,  // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>  //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}
// 函數執行上下文
CheckScopeExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'local scope',
        f: <Function f>, // 函數已經可以被調用
    },
    scope: [
        Local<checkscope>,  // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>   //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

f函數返回scope變量時,當前f執行上下文中變量對象中沒有名為scope的變量,所以沿着作用域鏈向上查找,發現checkscope執行上下文的變量對象Local<checkscope>中包含scope變量,所以返回local scope

代碼六

var scope = "global scope";
function checkscope(){
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}
checkscope()();

這段代碼和上面的代碼非常的相似,只不過checkscope函數的返回值沒有直接調用f函數,而是將f函數返回,在全局環境中調用了f函數。

step 1

全局執行上下文創建階段

// 執行棧
ExcutionStack = [
    GlobalExcutionContext
];
// 全局執行上下文的創建階段
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: undefined,
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 2

全局執行上下文執行階段

// 執行棧
ExcutionStack = [
   GlobalExcutionContext    // 全局執行上下文
];

// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',  // 變量賦值
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>  // 全局執行上下文的變量對象,即GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

step 3

當代碼執行到最后一行:checkscope()(),先執行checkscope(),也就是開始checkscope函數執行上下文創建階段


// 執行棧
ExcutionStack = [
    CheckScopeExecutionContext,     // checkscope函數執行上下文
    GlobalExcutionContext           // 全局執行上下文
]
// checkscope函數執行上下文的創建階段
CheckScopeExecutionContext = {
    VO: {
        scope: undefined,
        f: <Function f>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Local<checkscope>,    // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>   //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}

// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [Global<window>],
    this: <window reference>
}

step 4

接着是checkscope函數執行上下文執行階段

// 執行棧
ExcutionStack = [
    CheckScopeExecutionContext,     // checkscope函數執行上下文
    GlobalExcutionContext           // 全局執行上下文
]
// checkscope函數執行上下文
CheckScopeExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'local scope',
        f: <Function f>,      // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Local<checkscope>,    // checkscope執行上下文的變量對象 也就是CheckScopeExecutionContext.VO
        Global<window>   //全局執行上下文的變量對象 也就是GlobalExecutionContext.VO
    ],
    this: <window reference>
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
        Global<window>    // 全局執行上下文的變量對象
    ],
    this: <window reference>
}

step 5

執行到return f時,此處並不同上一段代碼,並沒有調用f函數,所以不會創建f函數的執行上下文,因此直接將函數f返回,此時checkscope函數執行完畢,會從執行棧中彈出checkscope執行山下文

// 執行棧 (此時CheckScopeExecutionContext已經從棧頂被彈出)
ExcutionStack = [
    GlobalExecutionContext  // 全局執行上下文
];
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [
    	Global<window>      // 全局執行上下文的變量對象
    ],
    this: <window reference>
}

step 6

step3中,checkscope()()代碼的前半部分執行完畢,返回f函數;接着執行后半部分(),也就是調用f函數。那此時進入f函數執行上下文創建階段

// 執行棧
ExcutionStack = [
    fExecutionContext,     // f函數執行上下文
    GlobalExecutionContext  // 全局執行上下文
];

// f函數執行上下文
fExecutionContext = {
    VO: {},   // f函數的變量對象為空
    scopeChain: [
        Local<f>,          // f函數執行上下文的變量對象
        Local<checkscope>, // checkscope函數執行上下文的變量對象
        Global<window>,    // 全局執行上下文的變量對象
    ],
    this: <window reference>
}
// 全局執行上下文
GlobalExecutionContext = {
    VO: {
        scope: 'global scope',
        checkscope: <Function checkscope>, // 函數已經可以被調用
    },
    scopeChain: [Global<window>],
    this: <window reference>
}

我們看到在f函數執行上下文的創建階段,其變量對象為空字典,而其作用域鏈中卻保存這checkscope執行上下文變量對象,所以當代碼執行到return scope時,在f函數的變量對象中沒找到scope變量,便沿着作用域鏈,在chckscope執行上下文的變量對象Local<checkscope>中找到了scope變量,所以返回local scope

總結

相信很多人和我一樣,在剛開始學習和理解執行山下文的時候,會因為概念過於抽象在加上沒有合適的實踐方式,對JavaScript的執行上下文百思不解。作者也是花了很久的時間,閱讀很多相關的書籍和文章,在加上一些實踐才梳理出來這篇文章,希望能給大家一些幫助,如果文中描述有誤,還希望不吝賜教,提出寶貴的意見和建議。

文末

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