来源：https://medium.com/@ethannam/javascripts-memory-model-7c972cd2c239
作者：Ethan Nam
编译：大道至简

// declare some variables and initialize them
var a = 5
let b = 'xy'
const c = true

// assign new values
a = 6
b = b + 'z'
c = false // TypeError: Assignment to constant variable

作为程序员，声明变量、初始化变量、给变量重新赋值，这些是我们的日常工作。

但是，这么做的时候实际上发生了什么？JavaScript 是如何在内部处理这些基本功能的？更重要的是，作为程序员，理解 JavaScript 的底层细节对我们有什么好处？

本文内容如下:

1. JS 原始类型变量声明和赋值
2. JavaScript 内存模型：栈和堆
3. JS 非原始类型变量声明和赋值
4. Let 和 const

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JS 原始类型变量声明和赋值

我们用一个简单的例子开始。下面声明了一个叫myNumber的变量，初始值为 23。

let myNumber = 23

执行这段代码的时候，JS 会进行如下步骤：

1. 为变量创建一个唯一的标识符（myNumber）
2. 在内存中分配一个地址（运行时动态赋值）
3. 在分配好的地址上存储它的值（23）。

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我们通常说“myNumber 等于 23”，从技术上来讲，其实是 myNumber 等于存储着 23 这个值的内存地址。 这是一个需要理解的重要区别。

如果我们创建一个叫做newVar的新变量，并把myNumber赋给它：

let newVar = myNumber

由于 myNumber 实际上等于0012CCGWH80，因此 newVar 也等于0012CCGWH80，即存储着23这个值的内存地址。最终结果就是我们所谓的newVar 等于 23。

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<figcaption style="box-sizing: border-box; display: block; text-align: center; font-size: 0.8em; line-height: 2em; color: rgb(144, 144, 144);"></figcaption>

由于 myNumber 等于内存地址 0012CCGWH80，把它赋值给 newVar 等同于把 0012CCGWH80 赋值给 newVar。现在，如果这样做会发生什么：

myNumber = myNumber + 1

myNumber 的值当然会变成 24。但是，既然指向同一个内存地址，newVar 的值也会变成 24 吗？

答案是不会。因为 JS 里的原始数据类型是不可变的，当 myNumber + 1 的值是24的时候，JS 会在内存中开辟新的地址，把 24作为值存起来，同时 myNumber会指向这个新地址。

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<figcaption style="box-sizing: border-box; display: block; text-align: center; font-size: 0.8em; line-height: 2em; color: rgb(144, 144, 144);"></figcaption>

还有个例子：

let myString = 'abc'
myString = myString + 'd'

新手 JS 程序员可能会说，只要把字母 d 追加到内存里已有的字符串abc后面就行了呀，技术上来说并不是这样。JS 的字符串也是原始数据类型，当abc跟d拼接的时候，会分配新的内存地址，用来存储abcd，同时 myString 指向这个新内存地址。

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<figcaption style="box-sizing: border-box; display: block; text-align: center; font-size: 0.8em; line-height: 2em; color: rgb(144, 144, 144);"></figcaption>

下一步就来理解原始类型数据的内存分配是如何发生的。

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JavaScript 内存模型：调用栈和堆

出于本文的目的，可以将 JS 内存模型理解为两个不同的区域：调用栈和堆。

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<figcaption style="box-sizing: border-box; display: block; text-align: center; font-size: 0.8em; line-height: 2em; color: rgb(144, 144, 144);"></figcaption>

调用栈是原始类型值存储的位置（还包括函数调用）。前面所说的变量声明在调用栈里的粗略表示如下图：

image

在接下来的示例中，我抽象出了内存地址用来显示每个变量的值。但是别忘了，实际上是变量指向内存地址，地址里存储了这个值。这是理解 let 和 const 那一节的关键所在。

接下来说堆。

堆是存储非原始类型数据的地方。关键的区别在于，堆可以存储无序数据，这些数据能动态增长，特别适合数组和对象。

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JS 非原始类型变量声明和赋值

跟原始数据类型相比，非原始数据类型的行为表现不同。

我们用一个简单的例子说明。下面声明了一个叫myArray的变量，并初始化为空数组。

let myArray = []

当你声明myArray变量并赋值为非原始数据类型比如[]时，内存里会执行如下的步骤：

1. 为变量创建一个唯一的标识符（myArray）
2. 在内存中分配一个地址（运行时动态赋值）
3. 保存堆上分配的内存地址值（运行时赋值）
4. 堆中的内存地址保存了赋给它的值（空数组[]）

image image

此后，我们可以对数组做push，pop或者其他任何操作。

myArray.push("first")
myArray.push("second")
myArray.push("third")
myArray.push("fourth")
myArray.pop()

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let 与 const

通常，我们应该尽可能地用const，只有在变量会改变的情况下才用let。

这里要明确我们所说的“改变”是什么意思。

把“改变”理解为值的变化是个误区。用这种方式理解“改变”的 JS 程序员，会做这样的事情：

let sum = 0
sum = 1 + 2 + 3 + 4 + 5
let numbers = []
numbers.push(1)
numbers.push(2)
numbers.push(3)
numbers.push(4)
numbers.push(5)

他正确地使用let声明了sum，因为他知道这个值会改变。但是，他错误地用let声明了numbers，因为他认为往数组里添加元素就是改变了它的值。

解释“改变”的正确方法是：改变内存地址。let允许改变内存地址，而 const不允许改变内存地址。

const importantID = 489
importantID = 100 // TypeError: Assignment to constant variable

Let’s visualize what’s happening here. 无图无真相。

当声明importantID时，分配了内存地址，并将值 489 存起来。记得把变量importantID理解为等于内存地址。

image

当把 100 赋值给 importantID时，由于100是原始类型数据，因此会分配新的内存地址，并把100存储进去。JS 尝试把新的内存地址赋值给importantID，这里就会报错。这是我们想要的结果，因为我们不想改变这个变量的值。

image

之所以被禁止重新赋值，是因为importantID是用const声明的。

前面提到的 JS 新手程序员，错误地用let声明了数组，相反，他应该用cosnt。看起来很迷惑人，我承认这有点反直觉。初学者可能会认为，数组要能改变才有用啊，const的作用不是禁止改变吗，为什么要用它？但是，要记住：“改变”是指改变内存地址。让我们更深入地研究一下，为什么完全可以使用 const 来声明数组。

const myArray = []

当声明 myArray时，在调用栈上分配了一个内存地址，它的值又是在堆上分配的内存地址。堆上存储的才是实际的空数组。用图来表示是这样的：

image image

如果执行这些操作：

myArray.push(1)
myArray.push(2)
myArray.push(3)
myArray.push(4)
myArray.push(5)

image

这是往堆上已经存在的数组里添加数字。但是，myArray的内存地址并没有改变。这就是为什么虽然myArray是用const声明的，也没有报错的原因。myArray依然等于0458AFCZX91，它的值是另一个内存地址22VVCX011，这个地址的值就是堆上的数组。

如果这样做就会报错：

myArray = 3

因为 3是原始数据类型，调用栈上会分配内存地址，并存储3这个值，然后我们试图把这个新的内存地址赋值给 myArray。但是myArray是用const声明的，它不允许这样操作。

image

这样也会报错：

myArray = ['a']

因为[‘a’]是一个新的非原始类型的数组，在调用栈上会分配新的内存地址，在堆上会存储内存地址的值，堆内存地址里存的值就是['a']。然后如果我们尝试把调用栈上的内存地址赋值给myArray，就会报错。

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用const声明的对象，跟数组一样，也是非原始类型数据，你可以添加属性、更新属性值等等。

const myObj = {}
myObj['newKey'] = 'someValue' // 不会报错

了解这些有什么用

根据 GitHub 和 Stack Overflow’s Annual Developer Survey)，JavaScript 是全球排名第一的编程语言。我们都希望熟练掌握它，并成为“JS 忍者”。任何像样的的 JS 课程和书籍都会提倡使用const和let，少用var，但是很少说明原因。为什么有些const变量“改变”值时会报错，有些又不会？这初学者来说不太直观。为了避免麻烦，这些人干脆在所有地方都用let，我觉得也有一定道理。

但是，不推荐这么做。 Google JavaScript 风格指南里提到：

所有局部变量都应该用const或let声明。默认用const，除非变量需要被重新赋值。不能使用var 关键字。(来源)

虽然没有明确说明为什么，据我所知，应该有以下几个原因：

1. 将 bug 扼杀在摇篮里
2. 使用 const 声明的变量必须在声明时进行初始化，这就迫使程序员在声明变量时多考虑作用域的问题，最终有利于内存管理和性能。
3. 跟接触代码的其他人交流时，可用代码说话：哪些变量是不可变的（就 JS 而言），哪些变量是可以重新赋值的。

希望以上的解释能帮助你理解代码里什么时候该用const，什么时候该用let，以及为什么。

参考:

1. Google JS Style Guide
2. Learning JavaScript: Call By Sharing, Parameter Passing
3. How JavaScript works: memory management + how to handle 4 common memory leaks

看到这个颇有气质的 logo，不来关注下吗？

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