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JavaScript中执行上下文和执行栈是什么?

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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:

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:
  1. ExecutionContext = {  
  2.   ThisBinding = <this value>,     // 确定this
  3.   LexicalEnvironment = { ... },   // 词法环境
  4.   VariableEnvironment = { ... },  // 变量环境
  5. }
复制代码
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:
  1. GlobalExectionContext = {  // 全局执行上下文
  2.   LexicalEnvironment: {       // 词法环境
  3.     EnvironmentRecord: {     // 环境记录
  4.       Type: "Object",           // 全局环境
  5.       // 标识符绑定在这里
  6.       outer: <null>           // 对外部环境的引用
  7.   }  
  8. }
  9. FunctionExectionContext = { // 函数执行上下文
  10.   LexicalEnvironment: {     // 词法环境
  11.     EnvironmentRecord: {    // 环境记录
  12.       Type: "Declarative",      // 函数环境
  13.       // 标识符绑定在这里      // 对外部环境的引用
  14.       outer: <Global or outer function environment reference>  
  15.   }  
  16. }
复制代码
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( let 和 const )绑定,而后者仅用于存储变量( var )绑定
举个例子
  1. let a = 20;  
  2. const b = 30;  
  3. var c;
  4. function multiply(e, f) {  
  5. var g = 20;  
  6. return e * f * g;  
  7. }
  8. c = multiply(20, 30);
复制代码
执行上下文如下:
  1. GlobalExectionContext = {
  2.   ThisBinding: <Global Object>,
  3.   LexicalEnvironment: {  // 词法环境
  4.     EnvironmentRecord: {  
  5.       Type: "Object",  
  6.       // 标识符绑定在这里  
  7.       a: < uninitialized >,  
  8.       b: < uninitialized >,  
  9.       multiply: < func >  
  10.     }  
  11.     outer: <null>  
  12.   },
  13.   VariableEnvironment: {  // 变量环境
  14.     EnvironmentRecord: {  
  15.       Type: "Object",  
  16.       // 标识符绑定在这里  
  17.       c: undefined,  
  18.     }  
  19.     outer: <null>  
  20.   }  
  21. }
  22. FunctionExectionContext = {  
  23.    
  24.   ThisBinding: <Global Object>,
  25.   LexicalEnvironment: {  
  26.     EnvironmentRecord: {  
  27.       Type: "Declarative",  
  28.       // 标识符绑定在这里  
  29.       Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2},  
  30.     },  
  31.     outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
  32.   },
  33.   VariableEnvironment: {  
  34.     EnvironmentRecord: {  
  35.       Type: "Declarative",  
  36.       // 标识符绑定在这里  
  37.       g: undefined  
  38.     },  
  39.     outer: <GlobalLexicalEnvironment>  
  40.   }  
  41. }
复制代码
留意上面的代码,let和const定义的变量a和b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let和const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 值
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

当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:
  1. let a = 'Hello World!';
  2. function first() {
  3.   console.log('Inside first function');
  4.   second();
  5.   console.log('Again inside first function');
  6. }
  7. function second() {
  8.   console.log('Inside second function');
  9. }
  10. first();
  11. console.log('Inside Global Execution Context');
复制代码
转化成图的形式

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
参考文献


  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/107552264
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来源:https://www.cnblogs.com/smileZAZ/p/18196295
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