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01-执行上下文与变量对象

01-执行上下文与变量对象

作者: LeoCong | 来源:发表于2017-05-21 14:55 被阅读0次

    执行上下文

    可执行代码
    JavaScript中可执行代码(executable code)分为三种:全局代码,函数代码和eval代码。
    可执行代码与执行上下文的概念是相对的,在某些语义下,可执行代码与执行上下文是等价的。

    执行上下文
    执行上下文(Execution Context,EC),也称执行环境,每当控制器执行到可执行代码的时,就会进入到一个执行上下文。
    执行上下文可以理解为可执行代码的"运行环境",分为三种:
    全局环境:当一段程序开始执行时,会首先进入全局执行文环境,浏览器中是window对象,只有没有关闭浏览器,一直存在。
    函数环境:每当函数被调用执行时,就会进入一个新的上下文环境。(函数递归调用也会进入)
    eval环境:eval函数调用的时候产生的执行上下文。

    执行上下文也可以抽象理解为一个对象,这个对象都有三个属性:
    变量对象(variable object)、作用域链(scope chain)、this指针(this value)。

    不同执行上下文变量对象略有不同:
    全局上下文中的变量对象就是全局对象,允许通过变量对象的属性名来间接访问。
    函数上下文中用活动对象来表示变量对象,通过函数的arguments属性初始化。
    执行上下文生命周期分为两个阶段:创建阶段和代码执行阶段
    创建阶段:创建变量对象,建立作用域链,确定this指向
    代码执行阶段:变量赋值,函数引用,执行其他代码

    执行上下文栈
    JavaScript引擎通过执行上下文栈(Execution Context Stack)来管理执行上下文。
    当一个执行上下文(caller)激活了另一个上下文(callee),这个caller就会暂停它自身的执行,将控制权交给callee,于是callee被压入栈顶,称为当前上下文。当这个callee的上下文结束之后被弹出,然后caller从暂停的地方继续执行。一个callee可以用返回(return)或抛出异常(exception)来结束自身的上下文。
    ECStack底部永远都是全局上下文(global EC),而顶部就是当前(激活的)执行上下文(active EC)。

        // demo1
        var scope = "global scope";
        function checkscope(){
            var scope = "local scope";
            function foo(){
                return scope;
            }
            return foo();
        }
        checkscope();
        // 1.首先向执行上下文栈中压入全局执上下文
        ECStack = [globalContext];
        // 2.调用checkscope(),checkscope执行上下文被压入ECStack
        ECStack.push[checkscopeContext] = [
            checkscopeContext,
            globalContext
        ];
        // 3.调用foo(),foo执行上下文被压入ECStack
        ECStack.push[fooContext] = [
            fooContext,
            checkscopeContext,
            globalContext
        ];
        // 4.foo()执行结束,foo执行上下文被弹出ECStack
        ECStack.pop[fooContext] = [
            checkscopeContext,
            globalContext
        ];
        // 5.checkscope()执行结束,checkscope执行上下文被弹出ECStack
        ECStack.pop[checkscopeContext] = [globalContext];
    
        // demo2
        var scope = "global scope";
        function checkscope(){
            var scope = "local scope";
            function foo(){
                return scope;
            }
            return foo;
        }
        checkscope()();
    
        // 1.首先向执行上下文栈中压入全局执上下文
        ECStack = [globalContext];
        // 2.调用checkscope(),checkscope执行上下文被压入ECStack
        ECStack.push[checkscopeContext] = [
            checkscopeContext,
            globalContext
            ];
        // 3.checkscope()执行结束后返回foo函数体,checkscope执行上下文被弹出ECStack
        ECStack.pop[checkscopeContext] = [globalContext];
        // 4.foo函数体被返回后调用执行,foo执行上下文被压入ECStack
        ECStack.push[fooContext] = [
            fooContext,
            globalContext
        ];
    
        // 5.foo()执行结束,foo执行上下文被弹出ECStack
        ECStack.pop[fooContext] = [globalContext];
    

    变量对象

    变量对象(variable object,VO)是与执行上下文相关的数据作用域,用于存储定义在上下文中的变量和函数声明。
    函数表达式不包含在变量对象中。

        var num = 10; // 变量声明
        function fun() {} // 函数声明, FD
        (function bar() {}); // 函数表达式, FE
        console.log(
          this.num === num, // true
          window.fun === fun // true
        );
        console.log(bar); //  "bar" is not defined
        // globalContext.VO = {
            fun: <fun reference>, // 函数fun的引用地址
            num: undefined   // 变量num,赋值为undefined
        }
    

    在全局上下文中,变量对象就是全局对象(在浏览器中是window对象),允许通过全局对象的属性名来访问全局变量。
    在函数执行上下文中,用活动对象(active object,AO)来表示变量对象,AO不能直接访问。
    活动对象除了变量和函数声明,还存储了形参和arguments对象。
    arguments对象是对形参的一个映射,但是值是通过索引来获取(类数组)。

        function foo(x, y) {
          var z = 30;
          function bar() {} // FD
          (function baz() {}); // FE
        }
        foo(10, 20);
        //fooContext.AO = {
            arguments: {
                0: 10,
                1: 20,
                length: 2
                },
            bar: <bar reference>,
            x: 10,
            y: 20,
            z: 30
        }
    

    在进入执行环境时,变量对象会进行如下初始化:
    (1)arguments对象,对象中的值被赋予具体的实参值。
    (2)函数的形参:创建一个属性,其属性名为形参名,其值为实参的值;对于没有传递的参数,其值为undefined。
    (3)函数声明:创建一个属性,其属性名和值都是函数对象创建出来的,其值为指向某个函数对象的引用;如果该函数名的属性已存在,则该属性会被新的引用覆盖。
    (4)变量声明:创建一个属性,其属性名即为变量名,其值为undefined。如果变量名与已声明的形参或函数名相同,则会直接跳过,原属性值不会被修改。变量只能使用var关键字声明,不使用var关键字的赋值语句仅仅是给全局对象创建了一个新属性,不是变量。
    总结:在进入执行上下文的时候(比如进入全局环境或者某个函数被调用),变量对象除了arguments、函数的声明以及参数被赋予了具体的属性值,其它的变量属性默认的都是undefined。
    在执行到函数内部的具体某个语句的时候,上面所述的值为undefined的变量,其值都会被赋予具体的值。

        function test() {
            var a = 1;
            function foo() {
                return 2;
            }
            var bar = function () {
                return 'hello';
            };
        }
        test();
        // test()调用时进入该函数执行上下文
        testContext = [
            VO: {}, // 创建变量对象
            Scope: {}, // 建立作用域链
            this:{} // 确定this指向
        ]
        // 创建变量对象VO,里面的属性不能被访问
        AO = {
            arguments: {length: 0}, // 初始化Arguments对象
            foo: <foo reference>, // 函数foo的引用地址
            a: undefined   // 变量a,赋值为undefined
            bar: undefined   // 变量bar,值为undefined
        }
        // 执行阶段
        AO = {
            arguments: {length: 0},
            foo: <foo reference>,
            a: 1   // 变量a,赋值该为1
            bar: <bar reference> // 匿名函数的引用地址赋值给bar
        }
    

    每进入到一个执行环境都会创建一个变量对象,这个对象中记录了在当前执行环境中可以访问到的变量和函数,它们以变量对象的属性形式存在。也就是说这个变量对象成为“作用域”这个抽象概念的实体。

    参考资料:
    《JavaScript高级程序设计》
    《JavaScript 标准参考教程》
    汤姆大叔-深入理解JavaScript系列

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