前端知识体系:JavaScript基础-原型和原型链-理解JavaScript的执行上下文栈,可以应用堆栈信息快速定位问题

理解JavaScript的执行上下文栈,可以应用堆栈信息快速定位问题(原文文档

  1、什么是执行上下文:

  简而言之,执行上下文就是当前JavaScript代码被解析和执行时所在环境的抽象概念,JavaScript中运行任何的代码都是在执行上下文中运行。

  2、执行上下文类型:

  执行上下文总共有三种类型:

    1)全局执行上下文

      这是默认的、最基础的执行上下文。不在任何函数中的代码都位于全局执行上下文中。它做了两件事:1.  创建一个全局对象,在浏览器中这个对象就是window对象。2. 将this指针指向这个全局对象。一个程序中只能存在一个全局执行上下文。

    2)函数执行上下文

      每次调用函数时,都会为该函数创建一个新的执行上下文。每个函数都拥有自己的执行上下文,但是只有在函数被调用时才会被创建,一个程序中可以存在任意数量的函数执行上下文,每当一个新的执行上下文被创建,它都会按照特定的顺序执行一系列步骤。

    3)Eval函数执行上下文

      运行在eval函数中的代码也获得了自己的执行上下文,但是JavaScript中不常用eval函数,这里不再详细叙述。

  3、执行上下文生命周期:

  执行上下文的生命周期包括三个阶段:创建阶段 -> 执行阶段 -> 回收阶段

    1)创建阶段:

      当函数被调用,但未执行任何其内部代码之前,会做三件事:

      ① 创建变量对象:首先初始化函数的参数 arguments ,提升函数声明和变量声明。

       ② 创建作用域链:在执行期上下文的创建阶段,作用域链是在变量对象之后创建的。作用域链本身包含变量对象。作用域链用于解析变量。当被要求解析变量时,JavaScript始终从代码嵌套的最内层开始,如果最内层没有找到变量,就会跳转到上一级的父作用域中查找,直到找到该变量。

         ③ 确定 this 指向:包含多种情况,下文详细叙述。

      在一段JS脚本执行之前,会先解析代码(所以说 JS 是解释执行的脚本语言),解析的时候会先创建一个全局的执行上下文环境,先把代码中即将执行的变量、函数声明都拿出来。变量先赋值为undefined,函数则先声明好可使用,这一步做完了,然后开始正式执行程序。

      另外一个函数在执行之前会先创建一个函数执行上下文环境,跟全局上下文差不多,不过函数执行上下文中会出现 this arguments 和函数的参数。

    2)执行阶段:

      执行变量赋值、代码执行

    3)回收阶段:

      执行上下文出栈等虚拟机回收执行上下文

  4、变量提升和this指向细节

    1)变量名提升:

    大部分编程语言都是先声明变量后使用,但是JS中不太一样:

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

    上述代码输出undefined而不是Uncaught ReferenceError: a is not defined,这是因为声明提升,相当于如下代码:

var a; //声明 默认值是undefined “准备工作”
console.log(a);
a = 10; //赋值

    2)函数声明提升:

    创建函数的方法有两种,一种是通过函数声明function foo(){};另一种是通过函数表达式var foo = function(){},那这两种函数函数提升有什么区别?

console.log(f1); // function f1(){}
function f1() {} // 函数声明
console.log(f2); // undefined
var f2 = function() {}; // 函数表达式

    example1:

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();

    上面例子foo调用时报错,而bar正常调用。

    前面说变量名和函数都会上升,而遇到函数表达式var foo = function(){}时,首先会将var foo上升到函数体顶部,而此时的foo的值为undefined,所以执行foo()报错。

    而对于函数bar(), 则是提升了整个函数,所以bar()才能够顺利执行。

    有个细节必须注意:当遇到函数和变量同名且都会被提升的情况,函数声明优先级比较高,因此变量声明会被函数声明所覆盖,但是可以重新赋值。

alert(a); //输出:function a(){ alert('我是函数') }
function a() {
alert("我是函数");
} //
var a = "我是变量";
alert(a); //输出:'我是变量'

    function 声明的优先级比 var 声明高,也就意味着当两个同名变量同时被 function 和 var 声明时,function 声明会覆盖 var 声明

    这代码等效于:

function a() {
alert("我是函数");
}
var a; //hoisting
alert(a); //输出:function a(){ alert('我是函数') }
a = "我是变量"; //赋值
alert(a); //输出:'我是变量'

    example2:

function test(arg) {
// 1. 形参 arg 是 "hi"
// 2. 因为函数声明比变量声明优先级高,所以此时 arg 是 function
console.log(arg);
var arg = "hello"; // 3.var arg 变量声明被忽略, arg = 'hello'被执行
function arg() {
console.log("hello world");
}
console.log(arg);
}
test("hi");
/* 输出:
function arg(){
console.log('hello world')
}
hello
*/

    这是因为当函数执行的时候,首先会形成一个新的私有的作用域,然后依次按照如下的步骤执行:

    ① 如果有形参,先给形参赋值

    ② 进行私有作用域中的预解释,函数声明优先级比变量声明高,最后后者会被前者所覆盖,但是可以重新赋值

    ③ 私有作用域中的代码从上到下执行

    3)确定this的指向:

    this 的值是在执行的时候才能确认,定义的时候不能确认。因为this是执行上下文环境的一部分,而执行上下文需要在代码执行之前确定,而不是定义的时候:

    example:

// 情况1
function foo() {
console.log(this.a) //
}
var a = 1
foo()
// 对于直接调用 foo 来说,不管 foo 函数被放在了什么地方,this 一定是 window
// 情况2
function fn(){
console.log(this);
}
var obj={fn:fn};
obj.fn(); //this->obj
// 对于 obj.fn() 来说,我们只需要记住,谁调用了函数,谁就是 this,所以在这个场景下 fn 函数中的 this 就是 obj 对象
// 情况3
function CreateJsPerson(name,age){
//this是当前类的一个实例p1
this.name=name; //=>p1.name=name
this.age=age; //=>p1.age=age
}
var p1=new CreateJsPerson("尹华芝",48);
// 在构造函数模式中,类中(函数体中)出现的 this.xxx=xxx 中的 this 是当前类的一个实例
// 情况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
// call、apply 和 bind:this 是第一个参数
// 情况5
<button id="btn1">箭头函数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>
// 箭头函数 this 指向:箭头函数没有自己的 this,看其外层的是否有函数,如果有,外层函数的 this 就是内部箭头函数的 this,如果没有,则 this 是 window。

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    4)执行上下文栈:

    函数多了就有多个函数执行上下文,每次调用函数创建一个新的执行上下文,如何管理创建的那么多执行上下文?

    JavaScript引擎创建了执行上下文栈来管理执行上下文,可以把执行上下文栈认为是一个存储函数调用的栈结构,遵循先进后出的原则

   前端知识体系:JavaScript基础-原型和原型链-理解JavaScript的执行上下文栈,可以应用堆栈信息快速定位问题

    从上面的流程图,我们需要记住几个关键点:

    ① JavaScript 执行在单线程上,所有的代码都是排队执行。

    ② 一开始浏览器执行全局的代码时,首先创建全局的执行上下文,压入执行栈的顶部。

    ③ 每当进入一个函数的执行就会创建函数的执行上下文,并且把它压入执行栈的顶部。当前函数执行完成后,当前函数的执行上下文出栈,并等待垃圾回收。

    ④ 浏览器的 JS 执行引擎总是访问栈顶的执行上下文。

    ⑤ 全局上下文只有唯一的一个,它在浏览器关闭时出栈。

    example:

var color = "blue";
function changeColor() {
var anotherColor = "red";
function swapColors() {
var tempColor = anotherColor;
anotherColor = color;
color = tempColor;
}
swapColors();
}
changeColor();

    上述代码运行步骤:

    1、当上述代码在浏览器中加载时,JavaScript 引擎会创建一个全局执行上下文并且将它推入当前的执行栈

    2、调用 changeColor 函数时,此时 changeColor 函数内部代码还未执行,js 执行引擎立即创建一个 changeColor 的执行上下文(简称 EC),然后把这执行上下文压入到执行栈(简称 ECStack)中。

    3、执行 changeColor 函数过程中,调用 swapColors 函数,同样地,swapColors 函数执行之前也创建了一个 swapColors 的执行上下文,并压入到执行栈中。

    4、swapColors 函数执行完成,swapColors 函数的执行上下文出栈,并且被销毁。

    5、changeColor 函数执行完成,changeColor 函数的执行上下文出栈,并且被销毁。

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