javascript运行机制之执行顺序详解

Posted 2020-09-05 ranyonsue

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了javascript运行机制之执行顺序详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

javascript是怎么来进行解析的吗？它的执行顺序又是如何的呢？在了解这些之前，我们先来认识几个重要的术语：

1、代码块

　　JavaScript中的代码块是指由<script>标签分割的代码段。例如：

alert("这是代码块一");

</script>

alert("这是代码块二");

</script>

　　JS是按照代码块来进行编译和执行的，代码块间相互独立，但变量和方法共享。什么意思呢? 举个例子，你就明白了：

alert(str);//因为没有定义str，所以浏览器会出错，下面的不能运行

alert("我是代码块一");//没有运行到这里

var test = "我是代码块一变量";

</script>

alert("我是代码块二"); //这里有运行到

alert(test); //弹出"我是代码块一变量"

</script>

　　上面的代码中代码块一中运行报错，但不影响代码块二的执行，这就是代码块间的独立性，而代码块二中能调用到代码一中的变量，则是块间共享性。

　　2、声明式函数与赋值式函数

　　JS中的函数定义分为两种：声明式函数与赋值式函数。

function Fn(){ //声明式函数

}

var Fn = function{ //赋值式函数

}

</script>

　　声明式函数与赋值式函数的区别在于：在JS的预编译期，声明式函数将会先被提取出来，然后才按顺序执行js代码。

　　3、预编译期与执行期

　　事实上，JS的解析过程分为两个阶段：预编译期(预处理)与执行期。

　　预编译期JS会对本代码块中的所有声明的变量和函数进行处理（类似与C语言的编译），但需要注意的是此时处理函数的只是声明式函数，而且变量也只是进行了声明但未进行初始化以及赋值。

Fn(); //执行结果："执行了函数2",同名函数后者会覆盖前者

function Fn(){ //函数1

alert("执行了函数1");

}

function Fn(){ //函数2

alert("执行了函数2");

}

</script>

Fn(); //执行结果："执行了声明式函数",在预编译期声明函数及被处理了，所以即使Fn()调用函数放在声明函数前也能执行。

function Fn(){ //声明式函数

alert("执行了声明式函数");

}

var Fn = function(){ //赋值式函数

alert("执行了赋值式函数");

}

</script>

//代码块一

alert(str);//浏览器报错,但并没有弹出信息窗

</script>

//代码块二

alert(str); //弹窗"undefined"

var str = "aaa";

</script>

//js在预处理期对变量进行了声明处理,但是并没有进行初始化与赋值，所以导致代码块二中的变量是unfiened的，而代码一中的变量是完全不存在的，所以浏览器报错。

　理解了上面的几个术语，相信大家对JS的运行机制已经有了个大概的印象了，现在我们来看个例子：

Fn(); //浏览器报错:"undefined"

</script>

function Fn(){ //函数1

alert("执行了函数1");

}

</script>

　　为什么运行上面的代码浏览器会报错呢？声明函数不是会在预处理期就会被处理了吗，怎么还会找不到Fn()函数呢？其实这是一个理解误点，我们上面说了JS引擎是按照代码块来顺序执行的，其实完整的说应该是按照代码块来进行预处理和执行的，也就是说预处理的只是执行到的代码块的声明函数和变量，而对于还未加载的代码块，是没法进行预处理的，这也是边编译边处理的核心所在。

　　现在，让我们来总结整理下：

　　step 1. 读入第一个代码块。

　　step 2. 做语法分析，有错则报语法错误（比如括号不匹配等），并跳转到step5。

　　step 3. 对var变量和function定义做“预编译处理”（永远不会报错的，因为只解析正确的声明）。

　　step 4. 执行代码段，有错则报错（比如变量未定义）。

　　step 5. 如果还有下一个代码段，则读入下一个代码段，重复step2。

step6. 结束。

　　而根据html文档流的执行顺序，需要在页面元素渲染前执行的js代码应该放在<body>前面的<script>代码块中，而需要在页面元素加载完后的js放在</body>元素后面，body标签的onload事件是在最后执行的。

alert("first");

function Fn(){

alert("third");

}

</script>

</body>

alert("second");

</script>

详细解释编译过程

对于传统编译型语言来说，编译步骤分为：词法分析、语法分析、语义检查、代码优化和字节生成。
但对于解释型语言来说，通过词法分析和语法分析得到语法树后，就可以开始解释执行了。

简单地说，词法分析是将字符流(char stream)转换为记号流(token stream), 比如将c = a - b;转换为：

NAME "c"

EQUALS

NAME "a"

MINUS

NAME "b"

SEMICOLON

上面只是示例，更进一步的了解请查看 Lexical Analysis.

《JavaScript权威指南》的第2章，讲的就是词法结构（Lexical Structure），ECMA-262 中也有描述。词法结构是一门语言的基础，很容易掌握。至于词法分析的实现那是另一个研究领域，在此不探究。

可以拿自然语言来类比，词法分析是一对一的硬性翻译，比如一段英文，逐词翻译成中文，得到的是一堆记号流，还很难理解。进一步的翻译，就需要语法分析了，下图是一个条件语句的语法树：

构造语法树的时候，如果发现无法构造，比如if(a { i = 2; }, 就会报语法错误，并结束整个代码块的解析，这就是本文开头部分的step2.

通过语法分析，构造出语法树后，翻译出来的句子可能还会有模糊不清的地方，接下来还需要进一步的语义检查。对于传统强类型语言来说，语义检查的主要部分是类型检查，比如函数的实参和形参类型是否匹配。对于弱类型语言来说，这一步可能没有（精力有限，没时间去看JS的引擎实现，不敢确定JS引擎中是否有语义检查这一步）。

通过上面的分析可以看出，对于JavaScript引擎来说，肯定有词法分析和语法分析，之后可能还有语义检查、代码优化等步骤，等这些编译步骤完成之后（任何语言都有编译过程，只是解释型语言没有编译成二进制代码），才会开始执行代码。

上面的编译过程，还是无法更深入的解释文章开头部分的“预解析”，我们还得仔细探究下JavaScript代码的执行过程。

执行过程

周爱民在《JavaScript语言精髓与编程实践》的第二部分，对此有非常仔细的分析。下面是我的一些领悟：

通过编译，JavaScript代码已经翻译成了语法树，然后会立刻按照语法树执行。

进一步的执行过程，需要理解JavaScript的作用域机制，JavaScript采用的是词法作用域（lexcical scope）。通俗地讲，就是JavaScript变量的作用域是在定义时决定而不是执行时决定，也就是说词法作用域取决于源码，编译器通过静态分析就能确定，因此词法作用域也叫做静态作用域（static scope）。但需要注意，with和eval的语义无法仅通过静态技术实现，实际上，只能说JS的作用域机制非常接近lexical scope.

JS引擎在执行每个函数实例时，都会创建一个执行环境（execution context）。execution context中包含一个调用对象（call object）, 调用对象是一个scriptObject结构，用来保存内部变量表varDecls、内嵌函数表funDecls、父级引用列表upvalue等语法分析结构（注意：varDecls和funDecls等信息是在语法分析阶段就已经得到，并保存在语法树中。函数实例执行时，会将这些信息从语法树复制到scriptObject上）。scriptObject是与函数相关的一套静态系统，与函数实例的生命周期保持一致。

lexical scope是JS的作用域机制，还需要理解它的实现方法，这就是作用域链（scope chain）。scope chain是一个name lookup机制，首先在当前执行环境的scriptObject中寻找，没找到，则顺着upvalue到父级scriptObject中寻找，一直lookup到全局调用对象（global object）。e则在执行期动态保存这些变量表及其运行值。closure的生命周期有可能比函数实例长。函数实例在活动引用为空后会自动销毁，closure则要等要数据引用为空后，由JS引擎回收（有些情况下不会自动回收，就导致了内存泄漏）。

别被上面的一堆名词吓住，一旦理解了执行环境、调用对象、闭包、词法作用域、作用域链这些概念，JS语言的很多现象都能迎刃而解。

Step疑问解析

案例：

alert(i); // ?

var i = 1;

</script>

输出结果是undefined, 这种现象被称成“预解析”：JavaScript引擎会优先解析var变量和function定义。在预解析完成后，才会执行代码。如果一个文档流中包含多个script代码段（用script标签分隔的js代码或引入的js文件）

step3中所谓的“预解析”，其实是在step2的语法分析阶段完成，并存储在语法树中。当执行到函数实例时，会将varDelcs和funcDecls从语法树中复制到执行环境的scriptObject上。

step4中，未定义变量意味着在scriptObject的变量表中找不到，JS引擎会沿着scriptObject的upvalue往上寻找，如果都没找到，对于写操作i = 1; 最后就会等价为 window.i = 1; 给window对象新增了一个属性。对于读操作，如果一直追溯到全局执行环境的scriptObject上都找不到，就会产生运行期错误。

以上是关于javascript运行机制之执行顺序详解的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

JavaScript运行机制：Event Loop