JS核心系列：理解 new 的运行机制

2022-10-24 20:39:55

和其他高级语言一样 JavaScript 也有 new 操作符，我们知道 new 可以用来实例化一个类，从而在内存中分配一个实例对象。但在 JavaScript 中，万物皆对象，为什么还要通过 new 来产生对象？带着这个问题，我们一步步来分析和理解 new 的一些特性：

认识 new 操作符

function Animal(name){

    this.name = name;

}

 Animal.color = "black";

 Animal.prototype.say = function(){

    console.log("I'm " + this.name);

 };

 var cat = new Animal("cat");

 console.log(

     cat.name,  //cat

     cat.height //undefined

 );

 cat.say(); //I'm cat

 console.log(

     Animal.name, //Animal

     Animal.color //back

 );

 Animal.say(); //Animal.say is not a function

代码解读如下：

L1-3：创建了一个函数Animal，并在其 this 上定义了属性：name，name的值是函数被执行时的形参。

L4 ：在 Animal 对象（Animal本身是一个函数对象）上定义了一个静态属性:color,并赋值“black”

L5-7：在 Animal 函数的原型对象 prototype 上定义了一个 say() 方法，say方法输出了 this 的 name 值。

L8：通过 new 关键字创建了一个新对象 cat

L10-14： cat 对象尝试访问 name 和 color 属性，并调用 say 方法。

L16-20： Animal 对象尝试访问 name 和 color 属性，并调用 say 方法。

剖析 new 的内部原理

第8行代码是关键：

var cat = new Animal("cat");

Animal 本身是一个普通函数，但当通过new来创建对象时，Animal 就是构造函数。

JS引擎执行这句代码时，在内部做了很多工作，用伪代码模拟其内部流程如下：

new Animal('cat') = {

    var obj = {};

    obj.__proto__ = Animal.prototype;

    var result = Animal.call(obj,"cat");

    return typeof result === 'object'? result : obj;

}

将上述流程分为 4 个步骤来理解：

【1】创建一个空对象 obj；

【2】把 obj 的__proto__ 指向构造函数 Animal 的原型对象 prototype，此时便建立了 obj 对象的原型链：obj->Animal.prototype->Object.prototype->null

【3】在 obj 对象的执行环境调用 Animal 函数并传递参数 “ cat ” 。相当于 var result = obj.Animal("cat")。

当这句执行完之后，obj 便产生了属性 name 并赋值为 "cat"。关于 call 的用法请参考：深入理解 call、apply 和 bind

【4】考察第 3 步的返回值，如果无返回值或者返回一个非对象值，则将 obj 作为新对象返回；否则会将 result 作为新对象返回。

根据以上过程，我们发现 cat 其实就是【4】的返回值，因此我们对 cat 对象的认知就多了一些：

cat 的原型链是：cat->Animal.prototype->Object.prototype->null
cat上新增了一个属性：name

分析完了 cat 的产生过程，我们再分析一下输出结果：

cat.name - 在【3】中，obj 对象就产生了 name 属性。因此 cat.name 就是这里的 obj.name
cat.color - cat 对象先查找自身的 color，没有找到便会沿着原型链查找，在上述例子中，我们仅在 Animal 对象上定义了 color，并没有在其原型链上定义，因此找不到。
cat.say - cat会先查找自身的 say 方法，没有找到便会沿着原型链查找，在上述例子中，我们在 Animal 的 prototype 上定义了say，因此在原型链上找到了say 方法。

另外，在 say 方法中还访问 this.name，这里的 this 指的是其调用者 obj，因此输出的是 obj.name 的值。

对于Animal来说，它本身也是一个对象，因此它在访问属性和方法时也遵守上述查找规则，所以：

Animal.color > " black "
Animal.name > " Animal "
Animal.say() > Animal.say is not a function

需要注意的是，Animal 先查找自身的 name，找到了 name，但这个 name 并不是我们定义的 name，而是函数对象内置的属性，一般情况下，函数对象在产生时会内置 name 属性并将函数名作为赋值（仅函数对象）。

另外，Animal 在自身没有找到 say() 方法，也会沿着其原型链查找，Animal 的原型链如下所示：

Animal 的原型链： Animal->Function.prototype->Object.prototype->null

由于 Animal 的原型链上也没有定义 say 方法，因此返回异常提示。

探索 new 的意义

对 new 运算符有了较深入的理解之后，我们再回到开篇提到的问题：在JavaScript 中，万物皆对象，为什么还要通过 new 来产生对象？

要弄明白这个问题，我们首先要搞清楚 cat 和 Animal 的关系：

【1】cat 继承了 Animal 对象

通过上面的分析我们发现， cat 通过原型链继承了 Animal 中的部分属性，因此我们可以简单的认为：Animal 和 cat 是继承关系。

【2】cat 是 Animal 的实例

cat 是通过 new 产生的对象，那么 cat 到底是不是 Animal 的实例对象？我们先来了解一下JS是如何来定义实例对象：

A instanceof B

如果上述表达式为 true，JavaScript 认为 A 是 B 的实例对象，我们用这个方法来判断一下 cat 和 Animal 。

cat instanceof Animal; //true

从结果看，cat 确实是 Animal 实例，要想更加证实这个结果，我们再来了解一下 instanceof 的内部原理：

var L = A.__proto__;

var R = B.prototype;

if(L === R)

    return true;

如果 A 的__proto__ 等价于 B 的 prototype，就返回 true 。

在 new 的执行过程【2】中，cat 的 __proto__ 指向了Animal 的 prototype，所以 cat 和 Animal 符合 instanceof 的判断结果。

因此，通过 new 创建的对象和构造函数之间建立了一条原型链，原型链的建立，让原本孤立的对象有了依赖关系和继承能力，让JavaScript 对象能以更合适的方式来映射真实世界里的对象，这是面向对象的本质。

实战演练

下面是一个经典例子，涉及 new 、this、以及原型链相关问题，请看代码：

function Foo(){

    getName = function(){

        console.log(1)

    }

    return this;

}

Foo.getName = function(){

    console.log(2)

}

Foo.prototype.getName = function(){

    console.log(3)

}

var getName = function(){

    console.log(4)

}

function getName(){

    console.log(5)

}

// ouput:

Foo.getName();

getName();

Foo().getName();

getName();

new Foo.getName();

new Foo().getName();

new new Foo().getName();

原创发布 by @一像素 2015.12

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