执行上下文、作用域到底是什么?二者有什么关系

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什么是执行上下文

JavaScript在执行代码之前,需要经过一系列的“准备”,这被称为执行上下文,其包含词法环境(Lexical Environment)上下文(this)。所有的 JavaScript 代码在运行时都是在执行上下文中进行的,每创建一个执行上下文,就会将当前执行上下文放到一个栈顶,这就就是我们常说的执行栈

执行上下文的创建

何时创建执行上下文

JavaScript 中有三种情形会创建新的执行上下文:

  • 全局执行上下文,进入去全局代码的时候。
  • 函数执行上下文,进入function函数体代码。
  • Eval 执行上下文,eval 函数参数指定的代码。

创建执行上下文具体分析

执行上下文的创建大体步骤如下:

  1. 创建执行上下文并推到执行栈的栈顶
  2. 绑定上下文(this)

在全局执行上下文中,this 的值指向全局对象(在浏览器中,this引用 Window 对象)。 如果是在函数执行上下文中,this的值取决于该函数是如何被调用的。如果它被一个引用对象调用,那么 this 会被设置成那个对象,否则 this 的值被设置为全局对象或者 undefined(在严格模式下),除此之外,我们还可以使用callapplybind指定this

  1. 创建词法环境(Lexical Environment)

语法环境是基于 ECMAScript 代码的词法嵌套结构,来定义标识符与特定变量和函数的关联关系,由环境记录(Environment Record)和可能为空引用(null)的外部词法环境组成。也就是说这一步会创建变量及其关系。 在全局执行上下文中,这里会:

  1. 会找到所有非函数中的var声明顶级函数声明顶级let const class声明块级作用域声明的变量和函数
  2. 对标识符或者说是名字的重复进行处理。
  3. 登记环境记录,var声明并初始化为undefined(同时会绑定到this),登记顶级函数并初始化并赋值,登记let const class声明但未初始化(这里也就是我们常说的变量提升)。块级作用域内部的变量和函数比较特殊,对于变量中 var变量和函数会提升(如果顶级存在同名的let cosnt class 声明则不会提升),而且二者可以在这部分代码运行后被使用。其他的声明方式不会提升。
  4. 由于没有外部环境,所以为null

在函数上下文中也类似:

  1. 会找到所有本函数中var声明函数声明let const class声明块级作用域声明的变量和函数
  2. 对标识符或者说是名字的重复进行处理。
  3. 登记环境记录的步骤跟全局执行类似,只不过换成了函数内部的声明。
  4. 记录外部环境的引用。

伪代码如下:

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>  
  }  
}

作用域和执行上下文的关系

MDN中,可以发现,二者其实是一个含义,只不过称呼不同,之前我也困惑了许久,下面也将使用作用域去代指执行上下文,如果还有疑问,可以在浏览器JavaScript代码执行中打个断点,在开发者工具中右侧区域可以找到scope这一栏,也侧面验证了这一点。 在这里插入图片描述

所以:

  • 全局作用域就是全局执行上下文
  • 函数作用域就是函数执行上下文
  • 块级作用域呢?块级作用域比较特殊,它没有this,可以认为它只存在语法环境,保存这标识及其引用关系。

作用域链

当访问一个变量时,解释器会首先在当前作用域查找标示符,如果找到了,则使用当前作用域下的变量,如果没有找到,就去父作用域找,直到找到该变量的标示符或者不在父作用域中,这就是作用域链。

那这个父作用域又是那个呢?实际上是要到创建这个函数的那个域。 作用域中取值,这里强调的是“创建”,而不是“调用”,切记切记——这种类型的作用域又称为静态作用域,也被称为词法作用域,因为在词法分析时就确定了查找关系。

function foo(){
    console.log(a)
}

function bar(){
    var a = 3;
    foo();
}
var a = 1;
bar();

上面代码会打印 1,为什么呢?因为此处foo的函数定义是在全局作用域window上,所以查找时现在foo函数中查找a,找不到会去window上查找,所以此处a=1

顺便在看下this的,感受下其中的不同,当然不想看的可以跳过

function foo(){
    console.log(this.a)
}

function bar(){
    var a = 2
    foo();
}
var a = 1;

bar() // 1
bar.call({a:3}); //1

此处的两个输出会打印 1,第一个大家可能容易理解,为什么第二个也是1呢?此处foo被调用时,其执行上下文指向依然是全局上下文,所以这里的this也指向window,所以此处a=1

变量提升

上面说过,JavaScript中,存在函数声明和变量声明总是会被解释器悄悄地被"提升"到方法体的最顶部,这就是我们常说的变量提升,注意:

  • 只有声明的变量会提升,值不会。
  • 严格模式下不存在变量提升。
  • letconst也存在变量提升,但是letconst定义的变量会造成暂时性死区,定义变量后一开始就形成了封闭作用域,凡是在声明之前就使用这些变量,就会报错。

varlet的声明提升:

console.log(a) //undefined
var a = 1

var b = 1
{
  //报错,如果没有提升,不是应该显示成1?,所以是有提升
  console.log(b)
  let b = 2
}

当前作用域下只要存在变量,就算是变量提升得到,也相当于找到了,不会再去父作用域中找:

var a = 1
function foo(){
    console.log(a)
  	var a = 2
}
foo()//undefined

函数定义也存在变量提升,而且是整体提升,如果是函数变量则看定义的关键字是var还是其他,这和上文保持一致:

console.log(age);
var age = 20
console.log(age);
//提升到最前面
function age() {
}
// 这样不会
//var age = function(){
//}
console.log(age);
//f age(){}
// 20
// 20