前端进击的巨人：执行上下文与执行栈，变量对象

Posted 2021-02-03 kenz520

写在开篇

已经不敢自称前端小白，曾经吹过的牛逼总要一点点去实现。

正如前领导说的，自己喝酒吹过的牛皮，跪着都得含着泪去实现。

那么没有年终完美总结，来个新年莽撞开始可好。

进击巨人系列开篇，不忘初心，砥砺前行。

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理解执行上下文

执行上下文(Execution Context): 函数执行前进行的准备工作（也称执行上下文环境）

运行javascript代码时，当代码执行进入一个环境时，就会为该环境创建一个执行上下文，它会在你运行代码前做一些准备工作，如确定作用域，创建局部变量对象等。

具体做了什么先按下不表，先来看下JavaScript执行环境有哪些？

JavaScript中执行环境

1. 全局环境
2. 函数环境
3. eval函数环境 （已不推荐使用）

那么与之对应的执行上下文类型同样有3种：

执行上下文的类型

1. 全局执行上下文
2. 函数执行上下文
3. eval函数执行上下文

JavaScript运行时首先会进入全局环境，对应会生成全局上下文。程序代码中基本都会存在函数，那么调用函数，就会进入函数执行环境，对应就会生成该函数的执行上下文。

先插播一个知识点："JS是单线程"! "单线程"! "单线程"!

简单理解下单线程，就是同个时间段只能做一件任务，完成之后才可以继续下一个任务。正如女朋友只有一个，各位面向对象的小伙伴们你们说对不对？有女票的必须说没毛病。

既然是这样，必须要有一个排队机制，不然就会出现几个流氓霸着车道不让过，"还有王法么？"

JS中管理多个执行上下文

函数编程中，代码中会声明多个函数，对应的执行上下文也会存在多个。在JavaScript中，通过栈的存取方式来管理执行上下文，我们可称其为执行栈，或函数调用栈(Call Stack)。

在说明执行栈前，先来补下"栈数据结构"知识点。

栈数据结构

借助前端大神的例子，用乒乓球盒子来理解栈的存取方式。（这个例子让我彻底记住了栈数据结构）

栈遵循"先进后出，后进先出"的规则，或称LIFO ("Last In First Out") 规则。

如图所示，我们只能从栈顶取出或放入乒乓球，最先放进盒子的总是最后才能取出。
栈中"放入/取出"，也可称为"入栈/出栈"。

总结栈数据结构的特点：

1. 后进先出，先进后出
2. 出口在顶部，且仅有一个

执行栈（函数调用栈）

理解完栈的存取方式，我们接着分析JavaScript中如何通过栈来管理多个执行上下文。

程序执行进入一个执行环境时，它的执行上下文就会被创建，并被推入执行栈中(入栈)；
程序执行完成时，它的执行上下文就会被销毁，并从栈顶被推出(出栈)，控制权交由下一个执行上下文。

因为JS执行中最先进入全局环境，所以处于"栈底的永远是全局环境的执行上下文"。而处于"栈顶的是当前正在执行函数的执行上下文"，当函数调用完成后，它就会从栈顶被推出（理想的情况下，闭包会阻止该操作，闭包后续文章深入详解）。

"全局环境只有一个，对应的全局执行上下文也只有一个，只有当页面被关闭之后它才会从执行栈中被推出，否则一直存在于栈底"

文字太多不如上代码系列 ——》代码 + 图，一览无遗：

function foo () {
    function bar () {
        return ‘I am bar‘;
    }
    return bar();
}
foo();

执行上下文的生命周期

执行上下文的生命周期有两个阶段：

1. 创建阶段（进入执行上下文）

2. 执行阶段（代码执行）

创建阶段：函数被调用时，进入函数环境，为其创建一个执行上下文，此时进入创建阶段

执行阶段：执行函数中代码时，此时执行上下文进入执行阶段

创建阶段的操作

1. 创建变量对象
   • 函数环境会初始化创建Arguments对象（并赋值）
   • 函数声明（并赋值）
   • 变量声明，函数表达式声明（未赋值）
2. 确定this指向（this由调用者确定）
3. 确定作用域（词法环境决定，哪里声明定义，就在哪里确定）

执行阶段的操作

1. 变量对象赋值
   • 变量赋值
   • 函数表达式赋值
2. 调用函数
3. 顺序执行其它代码

看到这里，我们不经会问变量对象是什么鬼，它与代码中常见的函数声明，变量声明有神马关系？？？

变量对象和活动对象的区别：

当进入到一个执行上下文后，这个变量对象才会被激活，所以叫活动对象(AO)，这时候活动对象上的各种属性才能被访问。

"创建阶段对函数声明做赋值，变量及函数表达式仅做声明，真正的赋值操作要等到执行上下文代码执行阶段"。

代码例子1：变量提升

function foo() {
  console.log(a);         // 输出undefined
  var a = ‘I am here‘;    // 赋值
}
foo();

// 实际执行过程
function foo() {
  var a;                // 变量声明，var初始化undefined
  console.log(a); 
  a = ‘I am here‘;     // 变量重新赋值
}

代码例子2：函数声明优先级

function foo() {
    console.log(bar);
    var bar = 20;
    function bar() {
      return 10;
    }
    var bar = function() {
        return 30;
    }
}
foo();  // 输出bar()整个函数声明

函数声明，变量声明，函数表达式的优先级

1. 函数声明，如果有同名属性，会替换掉
2. 变量，函数表达式
3. 函数声明优先 > 变量，函数表达式

执行上下文的数量限制（堆栈溢出）

执行上下文可存在多个，虽然没有明确的数量限制，但如果超出栈分配的空间，会造成堆栈溢出。常见于递归调用，没有终止条件造成死循环的场景。

// 递归调用自身
function foo() {
  foo();
}
foo();

// 报错： Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded

文末总结

1. JavaScript是单线程
2. 栈顶的执行上下文处于执行中，其它需要排队
3. 全局上下文只有一个处于栈底，页面关闭时出栈
4. 函数执行上下文可存在多个，但应避免递归时堆栈溢出
5. 函数调用时就会创建新的上下文，即使调用自身，也会创建不同的执行上下文

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参考文档：

• 执行上下文详细图解
• 理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈
• 这一次，彻底弄懂 JavaScript 执行机制

作者：以乐之名
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