Js 运行机制深层剖析

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”js是一门单线程的语言,js最大的特性是异步“,这些说法已经见惯不怪了,然而不了解js的解释执行始末,这些概念也就只是听听,真正遇到问题的时候,也只能一脸懵逼而已~

一、Event Loop 机制/异步原理

eventLoop.png

由于 Js 是一门单线程的语言,为了实现异步特性,必须有一种行之有效的机制,Event Loop 就是这种机制

说 Js 是一门单线程语言,指的是它只有一个用户执行线程,同一时刻只能执行一个任务,在你看不见的地方,还需要有很多其它线程/进程来调度

同步的情况

当程序开始运行的时候,将默认执行全局执行上下文(将在后文中说明)中的代码,如果遇到同步函数,那么将把当前执行上下文压入栈中,进入同步函数的执行上下文执行(倘若在函数中又遇到了其它同步函数,将持续此过程),当函数执行完成,执行线程将从消息线程中pop一个执行上下文进行执行

    global() {

        /**
         *  定义
         */
        EC3() {

        }
        EC2() {
            EC3(); //调用EC3
        }
        EC1() {
            EC2();//调用EC2
        }

        //调用EC1
        EC1();
    }

异步的情况

如果当前执行上下文遇到了异步操作,那么它向事件监听线程或者计时线程发出通知之后,将继续执行,此时有两种情况:
a) 计时函数,如:

    setTimeout(func, 1000);

此时,异步通知将发给计时线程(Timer),一秒后,计时线程将会把 func 函数的执行上下文压入消息线程堆栈,执行线程在处理完当前执行上下文的时候从消息线程堆栈中 Pop 出 func 的执行上下文进行执行(如果在此期间没有别的执行上下文入栈的话)

所以,setTime(func, n); 并不能保证,在 n 毫秒之后 func 能被执行,这还得看执行线程当前在干什么了

b) 事件监听线程,如果发起的是一个异步io操作,如发起一个网络请求:

    $.ajax(url, params, callback);

那么异步事件将发给事件监听线程去监听,一旦网络请求完成,同样的,事件监听线程将把 callback 的执行上下文入栈,等待执行线程的召唤

二、js的执行上下文

上文反复提到执行上下文,下面就对执行上下文进行一个深入剖析

如何理解执行上下文

所谓执行上下文,就是 Js 执行的时候的一个运行环境/作用域(scope),有如下几种情况:

  1. 全局执行上下文/作用域:js代码的默认执行环境(只有一个)
  2. 函数执行上下文/作用域:每个函数对应的执行环境(无限多个)
  3. eval 代码执行上下文:使用 eval 执行的脚步的执行环境
/**
 * 全局执行上下文/作用域
 */
        console.log('在全局环境中执行')

        function hello() {  //hello函数执行上下文/作用域
            var say = 'hello';

            function world() { //world函数执行上下文
                ...
            }
        }

全局作用域中的方法、变量,可以被其它任何函数作用域所访问,函数作用域中的方法变量,在子函数作用域中可以访问,外部无法直接访问

通过函数返回的子函数去访问函数作用域的私有变量,也就形成了闭包

执行堆栈

也就是上文提到的 Event Loop,该线程以的形式保存执行上下文,函数执行上下文的入栈出栈的过程,使得js得以在单线程的情况下,实现异步特性

执行上下文的创建与执行

每一次函数被调用,js解释器都会为之创建新的上下文,此时可以分为两个阶段:
a) 上下文的创建阶段:函数被调用,但尚未开始执行(代码分析预处理阶段),此时会为执行上下文创建作用域链,创建变量、函数和参数以及求this的值

    executionContextObj = {
        scopeChain: { /* 变量对象(variableObject)+ 所有父执行上下文的变量对象*/ }, 
        variableObject: { /*函数 arguments/参数,内部变量和函数声明 */ }, 
        this: {} 
    }

特别的,变量提升就是在这个阶段发生的

b) 执行阶段:指派变量的值和函数的引用并解释执行代码

下面再用伪代码的形式来描述一下这个过程:

    //函数被调用
    1. 创建执行上下文
        a) 创建作用域链
        b) 创建变量、函数和参数
        c) 求this2. 开始执行在执行上下文上 执行
        ...
        a) 遇到同步函数
        b) 当前执行上下文入栈
        c) 重复以上过程
        ...
    3. 执行完成,往上一层 执行上下文  返回数据
    4. 从执行上下文栈pop出一个新的执行上下文执行

二、总结

了解 Js 解释器一些底层原理,是非常有必要的,当程序的运行结果跟你的预期结果不一样的时候,甚至看起来很诡异的时候,如何去解释,就很体现能力了

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