【进阶1-1期】理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈

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【进阶1-1期】理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈

yygmind opened this issue 6 years ago · comments

程序员依扬 commented 6 years ago

本期的主题是调用堆栈，本计划一共28期，每期重点攻克一个面试重难点，如果你还不了解本进阶计划，文末点击查看全部文章。

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执行上下文是当前 JavaScript 代码被解析和执行时所在环境的抽象概念。

执行上下文的类型

执行上下文总共有三种类型

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。

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。

首次运行JS代码时，会创建一个全局执行上下文并Push到当前的执行栈中。每当发生函数调用，引擎都会为该函数创建一个新的函数执行上下文并Push到当前执行栈的栈顶。

根据执行栈LIFO规则，当栈顶函数运行完成后，其对应的函数执行上下文将会从执行栈中Pop出，上下文控制权将移到当前执行栈的下一个执行上下文。

var 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');

// Inside first function
// Inside second function
// Again inside first function
// Inside Global Execution Context

执行上下文的创建

执行上下文分两个阶段创建：1）创建阶段； 2）执行阶段

创建阶段

1、确定 this 的值，也被称为 This Binding。
2、LexicalEnvironment（词法环境） 组件被创建。
3、VariableEnvironment（变量环境） 组件被创建。

直接看伪代码可能更加直观

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

This Binding

全局执行上下文中，this 的值指向全局对象，在浏览器中this 的值指向 window 对象，而在nodejs中指向这个文件的module对象。
函数执行上下文中，this 的值取决于函数的调用方式。具体有：默认绑定、隐式绑定、显式绑定（硬绑定）、new绑定、箭头函数，具体内容会在【this全面解析】部分详解。

词法环境（Lexical Environment）

词法环境有两个组成部分

1、环境记录：存储变量和函数声明的实际位置
2、对外部环境的引用：可以访问其外部词法环境

词法环境有两种类型

1、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。拥有一个全局对象（window 对象）及其关联的方法和属性（例如数组方法）以及任何用户自定义的全局变量，this 的值指向这个全局对象。
2、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。对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。

直接看伪代码可能更加直观

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（ let 和 const ）绑定，而后者仅用于存储变量（ var ）**绑定。

使用例子进行介绍

let a = 20;  
const b = 30;  
var c;

function multiply(e, f) {  
 var g = 20;  
 return e * f * g;  
}

c = multiply(20, 30);

执行上下文如下所示

GlobalExectionContext = {

  ThisBinding: <Global Object>,

  LexicalEnvironment: {  
    EnvironmentRecord: {  
      Type: "Object",  
      // 标识符绑定在这里  
      a: < uninitialized >,  
      b: < uninitialized >,  
      multiply: < func >  
    }  
    outer: <null>  
  },

  VariableEnvironment: {  
    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>  
  }  
}

变量提升的原因：在创建阶段，函数声明存储在环境中，而变量会被设置为 undefined（在 var 的情况下）或保持未初始化（在 let 和 const 的情况下）。所以这就是为什么可以在声明之前访问 var 定义的变量（尽管是 undefined ），但如果在声明之前访问 let 和 const 定义的变量就会提示引用错误的原因。这就是所谓的变量提升。

执行阶段

此阶段，完成对所有变量的分配，最后执行代码。

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

参考

理解 Javascript 执行上下文和执行栈

进阶系列目录

【进阶1期】调用堆栈
【进阶2期】作用域闭包
【进阶3期】 this全面解析
【进阶4期】深浅拷贝原理
【进阶5期】原型Prototype
【进阶6期】高阶函数
【进阶7期】事件机制
【进阶8期】 Event Loop原理
【进阶9期】 Promise原理
【进阶10期】Async/Await原理
【进阶11期】防抖/节流原理
【进阶12期】模块化详解
【进阶13期】ES6重难点
【进阶14期】计算机网络概述
【进阶15期】浏览器渲染原理
【进阶16期】webpack配置
【进阶17期】webpack原理
【进阶18期】前端监控
【进阶19期】跨域和安全
【进阶20期】性能优化
【进阶21期】VirtualDom原理
【进阶22期】Diff算法
【进阶23期】MVVM双向绑定
【进阶24期】Vuex原理
【进阶25期】Redux原理
【进阶26期】路由原理
【进阶27期】VueRouter源码解析
【进阶28期】ReactRouter源码解析

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我是木易杨，网易高级前端工程师，跟着我每周重点攻克一个前端面试重难点。接下来让我带你走进高级前端的世界，在进阶的路上，共勉！

leeRay · Answer 1 · Mon Dec 24 2018 16:38:50 GMT+0800 (China Standard Time)

我在网上看到另外一篇文章，没有题主讲的深，细，但是关于执行上下文这块要更加通俗易懂一点js引擎的执行过程（一）

fanjr · Answer 2 · Thu Dec 27 2018 15:05:35 GMT+0800 (China Standard Time)

我最近也在准备跳槽，楼主，除了面试题有没有什么其他的分享一下，对于普通人怎么进大公司的一些建议

程序员依扬 · Answer 3 · Thu Dec 27 2018 17:05:41 GMT+0800 (China Standard Time)

我在网上看到另外一篇文章，没有题主讲的深，细，但是关于执行上下文这块要更加通俗易懂一点js引擎的执行过程（一）

这篇也挺好的，搭配着看，理解就深了

程序员依扬 · Answer 4 · Thu Dec 27 2018 17:07:14 GMT+0800 (China Standard Time)

我最近也在准备跳槽，楼主，除了面试题有没有什么其他的分享一下，对于普通人怎么进大公司的一些建议

社招主要是项目经验 + 牢固的基础知识 + 对框架核心源码的理解。这几点比较重要

javin · Answer 5 · Fri Dec 28 2018 09:47:37 GMT+0800 (China Standard Time)

讲的不够细致，我看了原文才明白，最好把原文first 和second那个例子，也弄过来

程序员依扬 · Answer 6 · Fri Dec 28 2018 10:09:16 GMT+0800 (China Standard Time)

讲的不够细致，我看了原文才明白，最好把原文first 和second那个例子，也弄过来

已更新

icantunderstand · Answer 7 · Fri Jan 11 2019 10:20:39 GMT+0800 (China Standard Time)

感谢分享

zhangzs000 · Answer 8 · Sat Jan 26 2019 19:44:22 GMT+0800 (China Standard Time)

ES6的执行上下文创建阶段，let/const被绑定到词法环境中，var被绑定到变量环境中?

Weiqi Wu · Answer 9 · Thu Mar 07 2019 12:18:13 GMT+0800 (China Standard Time)

感谢楼主的文章！非常好奇文章里的相关知识是在哪里找到的呢？ESMA的规范么？

Handler · Answer 10 · Sat Mar 09 2019 13:28:57 GMT+0800 (China Standard Time)

变量提升那一块看不太懂QAQ

kira · Answer 11 · Wed Mar 13 2019 15:22:30 GMT+0800 (China Standard Time)

支持下。

kira · Answer 12 · Wed Mar 13 2019 15:22:31 GMT+0800 (China Standard Time)

支持下。

赵廷港 · Answer 13 · Thu Mar 14 2019 19:25:41 GMT+0800 (China Standard Time)

那个外部环境变量outer应该是放在LexicalEnvironment下, 而不是EnvironmentRecord下吧.
http://www.ecma-international.org/ecma-262/5.1/#sec-10 上这么写的

yarnb · Answer 14 · Sat Mar 16 2019 00:23:41 GMT+0800 (China Standard Time)

或保持未初始化（在 let 和 const 的情况下）

这句话怎么理解呀

function f () { console.log(a); let a; } 
f()

还是会报错

赵廷港 · Answer 15 · Sun Mar 17 2019 11:52:03 GMT+0800 (China Standard Time)

或保持未初始化（在 let 和 const 的情况下）

这句话怎么理解呀
function f () { console.log(a); let a; } 
f()
还是会报错

let const生命的变量就不会被提升仅此而已. 记住就行, 不需要什么理解吧

赵廷港 · Answer 16 · Mon Mar 18 2019 15:47:59 GMT+0800 (China Standard Time)

有兴趣的去查看这个图片 https://i.imgur.com/YKnvR8y.png

GavinWang · Answer 17 · Wed Mar 27 2019 09:35:57 GMT+0800 (China Standard Time)

执行栈看这个图片

Weiqi Wu · Answer 18 · Fri Mar 29 2019 12:42:55 GMT+0800 (China Standard Time)

@tyust512 大佬这张图是哪里来的呀

Chor · Answer 19 · Mon Apr 08 2019 21:44:45 GMT+0800 (China Standard Time)

在ES6中，this binding好像并入了词法环境中，也就是执行上下文的创建阶段实际是：
1.词法环境
2.变量环境
作者原文已经修改了，https://blog.bitsrc.io/understanding-execution-context-and-execution-stack-in-javascript-1c9ea8642dd0
但是掘金的译文目前没有更正。

Sadhu · Answer 20 · Wed Apr 17 2019 01:44:16 GMT+0800 (China Standard Time)

我也感觉和1-2所讲有些不同，前辈

2013WUSO01 · Answer 21 · Wed Jul 03 2019 14:12:40 GMT+0800 (China Standard Time)

变量提升的原因没看懂，讲的太含糊了

赵廷港 · Answer 22 · Wed Jul 03 2019 21:09:55 GMT+0800 (China Standard Time)

@tyust512 大佬这张图是哪里来的呀
不好意思了,我都是积累着的, 也忘记了到底从哪来的了, 反正图和tc39规范是一致的. 感觉从规范上去理解这些, 记住就行.

Oliver Liu · Answer 23 · Tue Jul 30 2019 13:56:46 GMT+0800 (China Standard Time)

感觉 Eval 函数执行上下文直接说动态上下文比较好

wind4gis · Answer 24 · Thu Aug 15 2019 21:49:05 GMT+0800 (China Standard Time)

现在es6的词法环境除了global、function之外还有一个module词法环境，楼主可以加上去
附上es6规范
http://ecma-international.org/ecma-262/6.0/#sec-lexical-environments

bai · Answer 25 · Mon Sep 09 2019 19:42:02 GMT+0800 (China Standard Time)

词法环境部分，第一段伪代码，少了一个大括号，导致EnvironmentRecord和outer并不是同级的。下面链接的译文也少了括号，英文原文是有的

Ted · Answer 26 · Wed Mar 11 2020 16:45:42 GMT+0800 (China Standard Time)

ES2018里，This Binding已经被归类于LexicalEnvironment了，这点希望了解一下。

Simon · Answer 27 · Thu Jun 25 2020 11:33:55 GMT+0800 (China Standard Time)

上下文讲的就是GO和AO吧不够通俗

Agan · Answer 28 · Sat Jul 04 2020 13:59:29 GMT+0800 (China Standard Time)

我在网上看到另外一篇文章，没有题主讲的深，细，但是关于执行上下文这块要更加通俗易懂一点js引擎的执行过程（一）

这篇也挺好的，搭配着看，理解就深了

结合极客时间的浏览器原理专栏，还是不错的，讲的比较接近

coymaple · Answer 29 · Wed Sep 02 2020 14:36:56 GMT+0800 (China Standard Time)

变量提升那里“环境”指的是什么环境？未说明执行上下文和变量提升有什么关系。

freedomlovey · Answer 30 · Fri Feb 19 2021 08:30:58 GMT+0800 (China Standard Time)

或保持未初始化（在 let 和 const 的情况下）

这句话怎么理解呀
function f () { console.log(a); let a; } 
f()
还是会报错
报错是因为出现了暂时性死区，let 和 const 声明的变量，只能在声明之后使用