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JavaScript中执行上下文和执行栈是什么

JavaScript中执行上下文和执行栈是什么

作者: JerisonPaul | 来源:发表于2021-09-17 21:15 被阅读0次

    一、执行上下文

    简单的来说,执行上下文是一种对Javascript代码执行环境的抽象概念,也就是说只要有Javascript代码运行,那么它就一定是运行在执行上下文中

    执行上下文的类型分为三种:

    • 全局执行上下文:只有一个,浏览器中的全局对象就是 window对象,this 指向这个全局对象
    • 函数执行上下文:存在无数个,只有在函数被调用的时候才会被创建,每次调用函数都会创建一个新的执行上下文
    • Eval 函数执行上下文: 指的是运行在 eval 函数中的代码,很少用而且不建议使用

    下面给出全局上下文和函数上下文的例子:

    1.png

    紫色框住的部分为全局上下文,蓝色和橘色框起来的是不同的函数上下文。只有全局上下文(的变量)能被其他任何上下文访问

    可以有任意多个函数上下文,每次调用函数创建一个新的上下文,会创建一个私有作用域,函数内部声明的任何变量都不能在当前函数作用域外部直接访问

    二、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

    创建阶段

    创建阶段即当函数被调用,但未执行任何其内部代码之前

    创建阶段做了三件事:

    • 确定 this 的值,也被称为 This Binding
    • LexicalEnvironment(词法环境) 组件被创建
    • VariableEnvironment(变量环境) 组件被创建

    伪代码如下:

    ExecutionContext = {  
      ThisBinding = <this value>,     // 确定this 
      LexicalEnvironment = { ... },   // 词法环境
      VariableEnvironment = { ... },  // 变量环境
    }
    

    This Binding

    确定this的值我们前面讲到,this的值是在执行的时候才能确认,定义的时候不能确认

    词法环境

    词法环境有两个组成部分:

    • 全局环境:是一个没有外部环境的词法环境,其外部环境引用为null,有一个全局对象,this 的值指向这个全局对象

    • 函数环境:用户在函数中定义的变量被存储在环境记录中,包含了arguments 对象,外部环境的引用可以是全局环境,也可以是包含内部函数的外部函数环境

    伪代码如下:

    GlobalExectionContext = {  // 全局执行上下文
      LexicalEnvironment: {       // 词法环境
        EnvironmentRecord: {     // 环境记录
          Type: "Object",           // 全局环境
          // 标识符绑定在这里 
          outer: <null>           // 对外部环境的引用
      }  
    }
    
    FunctionExectionContext = { // 函数执行上下文
      LexicalEnvironment: {     // 词法环境
        EnvironmentRecord: {    // 环境记录
          Type: "Declarative",      // 函数环境
          // 标识符绑定在这里      // 对外部环境的引用
          outer: <Global or outer function environment reference>  
      }  
    }
    

    变量环境

    变量环境也是一个词法环境,因此它具有上面定义的词法环境的所有属性

    在 ES6 中,词法环境和变量环境的区别在于前者用于存储函数声明和变量( letconst )绑定,而后者仅用于存储变量( var )绑定

    举个例子

    let a = 20;  
    const b = 30;  
    var c;
    
    function multiply(e, f) {  
     var g = 20;  
     return e * f * g;  
    }
    
    c = multiply(20, 30);
    

    执行上下文如下:

    GlobalExectionContext = {
    
      ThisBinding: <Global Object>,
    
      LexicalEnvironment: {  // 词法环境
        EnvironmentRecord: {  
          Type: "Object",  
          // 标识符绑定在这里  
          a: < uninitialized >,  
          b: < uninitialized >,  
          multiply: < func >  
        }  
        outer: <null>  
      },
    
      VariableEnvironment: {  // 变量环境
        EnvironmentRecord: {  
          Type: "Object",  
          // 标识符绑定在这里  
          c: undefined,  
        }  
        outer: <null>  
      }  
    }
    
    FunctionExectionContext = {  
    
      ThisBinding: <Global Object>,
    
      LexicalEnvironment: {  
        EnvironmentRecord: {  
          Type: "Declarative",  
          // 标识符绑定在这里  
          Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},  
        },  
        outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
      },
    
      VariableEnvironment: {  
        EnvironmentRecord: {  
          Type: "Declarative",  
          // 标识符绑定在这里  
          g: undefined  
        },  
        outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
      }  
    }
    

    留意上面的代码,letconst定义的变量ab在创建阶段没有被赋值,但var声明的变量从在创建阶段被赋值为undefined

    这是因为,创建阶段,会在代码中扫描变量和函数声明,然后将函数声明存储在环境中

    但变量会被初始化为undefined(var声明的情况下)和保持uninitialized(未初始化状态)(使用letconst声明的情况下)

    这就是变量提升的实际原因

    执行阶段

    在这阶段,执行变量赋值、代码执行

    如果 Javascript 引擎在源代码中声明的实际位置找不到变量的值,那么将为其分配 undefined

    回收阶段

    执行上下文出栈等待虚拟机回收执行上下文

    二、执行栈

    执行栈,也叫调用栈,具有 LIFO(后进先出)结构,用于存储在代码执行期间创建的所有执行上下文

    image

    Javascript引擎开始执行你第一行脚本代码的时候,它就会创建一个全局执行上下文然后将它压到执行栈中

    每当引擎碰到一个函数的时候,它就会创建一个函数执行上下文,然后将这个执行上下文压到执行栈中

    引擎会执行位于执行栈栈顶的执行上下文(一般是函数执行上下文),当该函数执行结束后,对应的执行上下文就会被弹出,然后控制流程到达执行栈的下一个执行上下文

    举个例子:

    let a = 'Hello World!';
    function first() {
      console.log('Inside first function');
      second();
      console.log('Again inside first function');
    }
    function second() {
      console.log('Inside second function');
    }
    first();
    console.log('Inside Global Execution Context');
    

    转化成图的形式

    image

    简单分析一下流程:

    • 创建全局上下文请压入执行栈
    • first函数被调用,创建函数执行上下文并压入栈
    • 执行first函数过程遇到second函数,再创建一个函数执行上下文并压入栈
    • second函数执行完毕,对应的函数执行上下文被推出执行栈,执行下一个执行上下文first函数
    • first函数执行完毕,对应的函数执行上下文也被推出栈中,然后执行全局上下文
    • 所有代码执行完毕,全局上下文也会被推出栈中,程序结束

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