浏览器中的JavaScript的执行机制

不念不忘少年蓝@ 2022-10-29 09:11 155阅读 0赞

**目录**

JavaScript代码执行的顺序是什么呢？

在了解JavaScript的执行机制之前我们先来了解一下变量提升，变量提升是什么？为什么需要？

编译阶段

说到这里我们来学习一下执行上下文

JavaScript中使用什么方法跟踪执行上下文？

讲到这里需要补充什么是栈？

当栈中容量不足，会发生什么？那为什么会出现这个问题呢？

接下来我们来理解一下JavaScript的变量类型——var缺陷

所以ES6 是如何解决变量提升带来的缺陷——ES6 引入了 let 和 const 关键字，从而使 JavaScript 也能像其他语言一样拥有了块级作用域。

let与const有什么不同？

JavaScript 是如何支持块级作用域的

在同一段代码中，ES6 是如何做到既要支持变量提升的特性，又要支持块级作用域的呢？

执行阶段

说到在变量环境中查找自定义的变量和函数，我们就想到作用域，JavaScript 引擎在过全局作用域和函数级作用域如何查找变量的值的呢？

foo 函数调用的 bar 函数，那为什么 bar 函数的外部引用是全局执行上下文，而不是 foo 函数的执行上下文？要回答这个问题，我们需要知道什么是词法作用域

JavaScript 引擎在过块级作用域如何查找变量的值的呢？

代码中出现相同的变量或者函数怎么办？

基于作用域链和词法环境，我们来重新认识闭包(明天再来）

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# JavaScript代码执行的顺序是什么呢？ #

JavaScript 代码的执行流程

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## 在了解JavaScript的执行机制之前我们先来了解一下变量提升，变量提升是什么？为什么需要？ ##

> **所谓变量提升**是指在 JavaScript 代码执行过程中，JavaScript 引擎把变量的声明部分和函数的声明部分提升到代码开头的“行为”。变量被提升后，会给变量设置默认值，这个默认值就是我们熟悉的 **undefined**。

JavaScript 代码执行过程中，需要先做变量提升，而之所以需要实现变量提升，是因为 JavaScript 代码在执行之前需要先编译。

变量提升主要发生在**编译阶段，**

## **编译阶段** ##

在编译阶段，变量和函数会被存放到变量环境中，变量的默认值会被设置为 undefined。

> 我们要知道是通过**执行上下文**来**跟踪**变量的，执行上下文是 JavaScript 执行一段代码时的**运行环境**，
> 
> 经过**编译**后，会生成两部分内容：**执行上下文（Execution context）和可执行代码**。比如调用一个函数，就会进入这个函数的执行上下文，确定该函数在执行期间用到的诸如 this、变量、对象以及函数等。

### 说到这里我们来学习一下执行上下文 ###

*  当 JavaScript 执行全局代码的时候，会编译全局代码并创建全局执行上下文，而且在整个页面的生存周期内，全局执行上下文只有一份。
 *  当调用一个函数的时候，函数体内的代码会被编译，并创建函数执行上下文，一般情况下，函数执行结束之后，创建的函数执行上下文会被销毁。
 *  当使用 eval 函数的时候，eval 的代码也会被编译，并创建执行上下文。

### JavaScript中使用什么方法跟踪执行上下文？ ###

> JavaScript是单线程的执行模型，在某特定时刻只能执行特定的代码。一旦发生函数调用，必须停止当前的执行上下文，创建出新的函数执行上下文俩执行函数。也就是说遇到一个新的先执行新的，专业一点讲就是后进先出。这里可以想到数据结构的栈，所以我们使用的跟踪方法是执行上下文栈，**简称调用栈。是 JavaScript 的调用栈**

**调用栈是怎么变化的？通过一段代码我们来了解一下**

var a = 2
    function add(b,c){
      return b+c
    }
    function addAll(b,c){
    var d = 10
    result = add(b,c)
    return  a+result+d
    }
    addAll(3,6)

**第一步，创建全局上下文，并将其压入栈底。**

### ![98c43b3f96d99d8b563ec9b6eddb240f.png][] ###

从图中你也可以看出，变量 a、函数 add 和 addAll 都保存到了全局上下文的变量环境对象中。全局执行上下文压入到调用栈后，JavaScript 引擎便开始执行全局代码了。首先会执行 a=2 的赋值操作，执行该语句会将全局上下文变量环境中 a 的值设置为 2。设置后的全局上下文的状态如下图所示：

![25e4c64b93a40359ad42edae3746197b.png][]

接下来，第二步是调用 addAll 函数。当调用该函数时，JavaScript 引擎会编译该函数，并为其创建一个执行上下文，最后还将该函数的执行上下文压入栈中，如下图所示

![850ebb0e95e3a74d279928972d18e6ad.png][]

addAll 函数的执行上下文创建好之后，便进入了函数代码的执行阶段了，这里先执行的是 d=10 的赋值操作，执行语句会将 addAll 函数执行上下文中的 d 由 undefined 变成了 10。

然后接着往下执行，第三步，当执行到 add 函数调用语句时，同样会为其创建执行上下文，并将其压入调用栈，如下图所示：

![e49a52536fdad39721700876b39b7110.png][]

当 add 函数返回时，该函数的执行上下文就会从栈顶弹出，并将 result 的值设置为 add 函数的返回值，也就是 9。如下图所示：

![fc9ade76c23fa51524b4d1ff7bf2a258.png][]

紧接着 addAll 执行最后一个相加操作后并返回，addAll 的执行上下文也会从栈顶部弹出，此时调用栈中就只剩下全局上下文了。最终如下图所示：

![b7adbac1ef5548f0e000c91a99dff29c.png][]

### 讲到这里需要补充什么是栈？ ###

关于栈，你可以结合这么一个贴切的例子来理解，一条单车道的单行线，一端被堵住了，而另一端入口处没有任何提示信息，堵住之后就只能后进去的车子先出来，这时这个堵住的单行线就可以被看作是一个栈容器，车子开进单行线的操作叫做入栈，车子倒出去的操作叫做出栈。

### **当栈中容量不足，会发生什么？**那为什么会出现这个问题呢？ ###

> 调用栈是有大小的，当入栈的执行上下文超过一定数目，JavaScript 引擎就会报错，我们把这种错误**叫做栈溢出。**

这是因为当 JavaScript 引擎开始执行这段代码时，它首先调用函数 division，并创建执行上下文，压入栈中；然而，这个函数是递归的，并且没有任何终止条件，所以它会一直创建新的函数执行上下文，并反复将其压入栈中，但栈是有容量限制的，超过最大数量后就会出现栈溢出的错误。

### 接下来我们来理解一下JavaScript的变量类型——var缺陷 ###

前面说到变量提升，那么变量提升所带来的问题：

1. 变量容易在不被察觉的情况下被覆盖掉

2. 本应销毁的变量没有被销毁

### 所以ES6 是如何解决变量提升带来的缺陷——ES6 引入了 let 和 const 关键字，从而使 JavaScript 也能像其他语言一样拥有了块级作用域。 ###

所以ES6以后JavaScript的变量类型有var,let,const

### let与const有什么不同？ ###

使用 let 关键字声明的变量是可以被改变的，而使用 const 声明的变量其值是不可以被改变的。

### JavaScript 是如何支持块级作用域的 ###

**第一步是编译并创建执行上下文**

函数内部通过 var 声明的变量，在编译阶段全都被存放到变量环境里面了。通过 let 声明的变量，在编译阶段会被存放到词法环境（Lexical Environment）中。在函数的作用域块内部，通过 let 声明的变量并没有被存放到词法环境中。

**第二步继续执行代码**

词法环境内部，维护了一个**小型栈结构，**栈底是函数最外层的变量，进入一个作用域块后，就会把该作用域块内部的变量**压到栈顶**；当作用域执行完成之后，该作用域的信息就会**从栈顶弹出**。

具体查找方式是：沿着词法环境的**栈顶向下查询，**如果在**词法环境中的**某个块中查找到了，就直接返回给 JavaScript 引擎，如果没有查找到，那么继续**在变量环境中**查找。

![d0a213fc855cd116fb69d84d5bed87f7.png][]

### 在同一段代码中，ES6 是如何做到既要支持变量提升的特性，又要支持块级作用域的呢？ ###

> 块级作用域就是通过词法环境的栈结构来实现的，而变量提升是通过变量环境来实现，通过这两者的结合，JavaScript 引擎也就同时支持了变量提升和块级作用域了。

## **执行阶段** ##

在代码执行阶段，JavaScript 引擎会从变量环境(执行上下文)中去查找自定义的变量和函数。

> 词法环境是JavaScript内部用来跟踪标识符与特定变量之间的映射关系。
> 
> 使用词法环境来跟踪变量的作用域，词法环境是JavaScript作用域的内部实现机制，也称**作用域。**
> 
> **作用域是指在程序中定义变量的区域，该位置决定了变量的生命周期。通俗地理解，作用域就是变量与函数的可访问范围，即作用域控制着变量和函数的可见性和生命周期。**

### 说到在变量环境中查找自定义的变量和函数，我们就想到作用域，**JavaScript 引擎在**过全局作用域和函数级作用域**如何查找变量的值的呢**？ ###

当一段代码使用了一个变量时，JavaScript 引擎首先会在“当前的执行上下文”中查找该变量，如果在当前的变量环境中没有查找到，那么 JavaScript 引擎会继续在 outer 所指向的执行上下文中查找。

> 其实在每个执行上下文的变量环境中，都包含了一个外部引用，用来指向外部的执行上下文，我们把这个外部引用称为 outer。

### ![0dabffcb668c34c2d075468c04e48386.png][]      ![41b7fc875f4d7bd8a4c54a58dd056716.png][] ###

从图中可以看出，bar 函数和 foo 函数的 outer 都是指向全局上下文的，这也就意味着如果在 bar 函数或者 foo 函数中使用了外部变量，那么 JavaScript 引擎会去全局执行上下文中查找。**我们把这个查找的链条就称为作用域链。**

### foo 函数调用的 bar 函数，那为什么 bar 函数的外部引用是全局执行上下文，而不是 foo 函数的执行上下文？要回答这个问题，我们需要知道什么是词法作用域 ###

> 词法作用域就是指作用域是由代码中函数声明的位置来决定的，所以词法作用域是静态的作用域，通过它就能够预测代码在执行过程中如何查找标识符。

### ![9b4c3f7fe6cef5b5355ccbaeba38c27c.png][] ###

这是因为根据词法作用域，foo 和 bar 的上级作用域都是全局作用域，所以如果 foo 或者 bar 函数使用了一个它们没有定义的变量，那么它们会到全局作用域去查找。也就是说，词法作用域是代码编译阶段就决定好的，和函数是怎么调用的没有关系。

### **JavaScript 引擎在**过块级作用域**如何查找变量的值的呢**？ ###

> 会现在当前执行的函数的执行上下文查找，先找词法环境再找变量环境，如果没有就到继续在 outer 所指向的执行上下文中查找，也就是全局执行上下文，同理先找词法环境再找变量环境

![866c870a5876a1a8738e01631564848d.png][]

现在是执行到 bar 函数的 if 语块之内，需要打印出来变量 test，那么就需要查找到 test 变量的值，其查找过程我已经在上图中使用序号 1、2、3、4、5 标记出来了。

### 代码中出现相同的变量或者函数怎么办？ ###

一段代码如果定义了两个相同名字的函数，那么最终生效的是最后一个函数。

### 基于作用域链和词法环境，我们来重新认识闭包(明天再来） ###

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