把「作用域链」讲透:6 道面试题背后的编译期/执行期 + 一次讲清 JS 垃圾回收(GC)

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你会发现:大多数作用域链题,不是在考你“会不会算输出” ,而是在考你能不能把 JavaScript 运行时拆成两句话讲清楚:

  1. 编译期:声明(var/function)先“挂上去”(提升),但赋值不提升
  2. 执行期:读/写变量都沿着作用域链找(找不到时的行为决定了坑有多深)

下面我用一套“固定解题模板”把 6 道题讲到可迁移,然后把 GC 也用同样的思路讲成体系。内容与题目、图片全部保留并强化讲解。


一套通用解题模板:作用域链题别背答案

以后看到任何“打印输出题”,你就按这个模板走,十题九稳:

Step 0:先画作用域(只要三件事)

  • 变量/函数分别声明在哪一层作用域
  • 函数定义位置(决定它的父级作用域,也就是“词法作用域”)
  • 执行时从“当前作用域 → 父级 → … → 全局”查找

Step 1:拆成编译期 & 执行期

  • 编译期:var 声明提升,初始值是 undefined;函数声明也提升(更强)

  • 执行期:

    • 读变量(RHS) :我要“取值”,沿作用域链找
    • 写变量(LHS) :我要“赋值”,也沿作用域链找,找不到会触发“隐式全局”(非严格模式)

你能把“这题是在编译期埋坑,还是执行期沿链找到/找不到导致的”说清楚,基本就过关了。


题 1:函数里改全局变量,为什么立刻生效?

var n = 100
function foo(){
  n = 200
}
foo()
console.log(n) // 200

结论:输出 200

按模板拆解

  • 作用域定位n 声明在全局(GO),foo 的父级作用域也是全局。
  • 执行期(LHS 赋值) :在 foo 内执行 n = 200,引擎会沿作用域链找 n:当前作用域没有 → 去全局找到 n → 直接改掉全局 n

更“面试官爱听”的一句话

这是一次 LHS 引用:赋值操作会沿作用域链定位到“最近的同名变量”,这里最近的是全局的 n,所以全局被改写。

图示(保留原图)


题 2:同名变量 + var 提升:为什么先 undefined 再正常?

function foo(){
  console.log(m)
  var m = "吴"
  console.log(m);
}
var m = "why"
foo()
// undefined
// 小吴

结论:第一次打印 undefined,第二次打印 "小吴"

关键点只有一个:遮蔽 + var 提升

  • foo 里也声明了 var m,它会在 编译期提升到 foo 作用域顶部,初始为 undefined
  • 因为“就近原则”,foo 内部对 m 的读写都优先命中 函数自己的 m,外层的 m="why" 被遮蔽了。

等价于:

var m
function foo(){
  var m
  console.log(m) // undefined(提升后的默认值)
  m = "小吴"
  console.log(m) // "小吴"
}
m = "why"
foo()

常见追问怎么答

  • 问:为啥不是打印外层 "why"
    答:因为 foo 作用域里存在同名 m查找在命中第一个同名标识符时停止,形成遮蔽。

题 3:父级作用域看“函数写在哪”,不看“在哪调用”

var n = 100

function foo1(){
  console.log("这是foo1内部",n);
}

function foo2(){
  var n = 200
  console.log("这是foo2内部",n);
  foo1()
}

foo2()
console.log("这是最外层",n);

结论输出顺序

  • foo2 内部:200
  • foo1 内部:100
  • 最外层:100

核心原因:词法作用域(lexical scope)

  • foo1 定义在全局,它的父级作用域就是全局
  • 即使它在 foo2 里被调用,它也不会“认 foo2 当爹”

一句话总结:

作用域链 = 写代码时就确定的链(函数写在哪决定父级作用域),不是运行时调用栈决定的。


题 4:return 前的 var 也会提升:为什么拿不到全局的 a?

var a = 100

function foo(){
  console.log(a)
  return
  var a = 200
}

foo() // undefined

结论:打印 undefined

为什么这题特别“阴”?

  • 很多人以为 return 之后代码不执行,所以 var a 不存在
  • var编译期处理:var a 依然会被提升到函数顶部,初始值 undefined

等价于:

var a = 100
function foo(){
  var a
  console.log(a) // undefined(命中的是函数内 a)
  return
  a = 200
}
foo()

一句话加分

这题不是在考 return,而是在考 “var 提升会提前制造一个同名变量,从而遮蔽外层变量”


题 5:var a = b = 10:谁是全局变量?

function foo(){
  var a = b = 10
}
foo()
console.log(a);
console.log(b);

结论a 报错(未定义),b10(非严格模式下)。

拆解(从右往左)
var a = b = 10 实际上是:

b = 10       // 注意:没有声明!
var a = b
  • a:被 var 声明在 foo 作用域内,函数外拿不到
  • b:没有 var/let/const,在非严格模式下会变成隐式全局变量(挂到全局对象上)

面试官很爱追问:严格模式呢?

  • 严格模式下:b = 10 会直接抛 ReferenceError,因为禁止隐式全局。

补充:隐式全局变量到底有多危险

function foo(){
  m = 200
}
foo()
console.log(m); // 200

这段之所以能跑,是因为非严格模式下 m 被“偷偷”挂到全局上了。
真实项目里它会带来:

  • 污染全局命名空间(更容易冲突)
  • 更难定位数据来源(调试成本爆炸)
  • 更容易产生“意外长生命周期对象”(和内存问题强相关)

建议:业务代码默认开启严格模式 / 使用 ESM(天然严格)+ ESLint(no-undef / no-global-assign)。


垃圾回收 GC:从堆/栈到可达性

如果说“作用域链”是在解释变量怎么找,那 GC 就是在解释对象什么时候死

先记住一句话:

内存有限,所以不再需要的对象必须被回收;关键问题是:GC 怎么判断“你不需要了”?


堆 vs 栈:到底谁存什么?

  • 栈(Stack) :放基础类型的值、以及引用类型的“地址/指针”
  • 堆(Heap) :放对象实例本体(数组、对象、函数对象等)

文中这部分总结得很清楚:基础类型偏栈,复杂类型偏堆,栈里保存指向堆的引用。

图示(保留原图)


两大核心算法:引用计数 vs 标记清除

1)引用计数(Reference Counting)

思路很直观:对象记录自己被引用了几次(retain count)。

  • 引用 +1,断开 -1
  • 计数变 0 → 可以回收

致命缺陷:循环引用

var obj1 = {friend:obj2}
var obj2 = {friend:obj1}

两个对象互相引用,计数永远不为 0 → 回收不了 → 内存泄漏。

图示(保留原图):


2)标记清除(Mark-Sweep):JS 最主流的“可达性”路线

V8 等 JS 引擎主流使用“可达性”(Reachability):从“根对象”出发,能走到的对象就是活的。

过程

  1. 从 root 出发遍历引用图,能到达的标记为“可达”
  2. 没被标记的就是“不可达” → 清除回收

它为什么能解决循环引用?

  • 循环引用本身不重要,重要的是:这坨循环是否还能从 root 到达
  • 到不了,就是垃圾,一样清。

图示(保留原图):


V8 为啥更快:分代、增量、闲时、整理

现实世界里,“一次性全量标记清除”会带来 STW(暂停)和碎片问题,所以引擎会做工程级优化:

  • 标记整理(Mark-Compact) :回收时把存活对象往一边搬,减少碎片
  • 分代收集(Generational) :新对象死得快(新生代频繁收),老对象活得久(老生代低频收)
  • 增量收集(Incremental) :把一次长暂停拆成多段小暂停
  • 闲时收集(Idle-time) :尽量在 CPU 空闲时做 GC,降低卡顿感

V8 的堆内存分区(保留原图):


面试加分:如何从代码层面避免内存问题

GC 是“清理工”,但你写代码时决定了垃圾是“可达”还是“不可达”。下面这些回答,既能落地又能加分

  1. 不要制造意外长生命周期引用
  • 全局变量、单例缓存、模块级 Map/Array:如果只增不删,对象就一直可达
  • 解决:设计“上限 + 淘汰策略”(LRU / TTL),或者主动 delete/clear
  1. 事件监听与定时器要能解除
  • addEventListener / setInterval 如果不移除,会让回调闭包一直可达
  • 解决:组件卸载/页面销毁时 removeEventListenerclearInterval
  1. 避免隐式全局
  • m = 200 这种写法会把对象挂到全局,生命周期直接拉满
  • 解决:严格模式 + ESLint
  1. 理解“可达性”的调试方式
  • 当你怀疑泄漏:不是问“GC 为什么不回收”,而是问

    “是谁还在引用它?从 root 到它的引用链是什么?”


结尾:把知识变成“可迁移能力”

你会发现,题目怎么变都逃不掉这两条主线:

  • 作用域链题:编译期提升 + 执行期沿链查找(读/写)
  • 内存题:对象是否还可达(谁还在引用它)

后续如果你要接着写“闭包”那一章,这篇其实已经把最关键的地基铺好了:闭包的本质,就是“让某些变量在函数执行完后依然可达”,从而延长它的生命周期。