js - 基础 之 预编译总结

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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js - 基础 之 预编译总结相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

js运行步骤

  • 语法解析（检查有无语法错误）
  • 预编译
  • 解释运行（将 js 翻译成计算机识别的语言（0、1组成），翻译一行执行一行）

预编译

【全局】：

  • 创建 GO( Grobal Object ) 对象
  • 找变量声明
  • 找函数声明

【函数】：

  • 创建 AO( Activation Object ) 对象（执行上下文）；
  • 找形参和变量声明，将形参和变量名作为 AO 对象的属性名，值为 undefined（有重复的名称只写一个即可）；
  • 将形参与实参值统一（用实参的值替换 undefined）；
  • 在函数体中找函数声明，将函数名添加到 AO 对象的属性中，值为函数体（如属性名重复，则覆盖前面的）。

【执行上下文／执行环境】组成：

  • 变量对象(Variable object，VO) ：包含变量的对象，无法访问。
  • 作用域链(Scope chain)：作用域即变量对象，作用域链是一个由变量对象组成的带头结点的单向链表，其主要作用就是用来进行变量查找；而[[Scope]]属性是一个指向这个链表头节点的指针
  • this：指向一个环境对象

【参考】https://www.jianshu.com/p/76ed896bbf91

执行环境（执行上下文 execution context）

定义

有时也称环境，执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据 ，决定了它们各自的行为。而每个执行环境都有一个与之相关的变量对象，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

执行过程

当javascript解释器初始化执行代码时，它首先默认进入全局执行环境，从此刻开始，函数的每次调用都会创建一个新的执行环境。
当javascript代码被浏览器载入后，默认最先进入的是一个全局执行环境。
当在全局执行环境中调用执行一个函数时，程序流就进入该被调用函数内，此时JS引擎就会为该函数创建一个新的执行环境，并且将其压入到执行环境堆栈的顶部。浏览器总是执行当前在堆栈顶部的执行环境，一旦执行完毕，该执行环境就会从堆栈顶部被弹出，然后，进入其下的执行环境执行代码。这样，堆栈中的执行环境就会被依次执行并且弹出堆栈，直到回到全局执行环境。

执行环境完成可以分为创建和执行两个阶段

1、在创建阶段，解析器首先会创建一个`变量对象`【variable object】（函数中称为`活动对象`【activation object】），它由定义在执行环境中的变量、函数声明、和参数组成。在这个阶段，作用域链会被初始化，this的值也会被最终确定。
2、在执行阶段，代码被解释执行。 
具体过程：每次调用函数，都会创建新的执行上下文。在JavaScript解释器内部，每次调用执行上下文，分为两个阶段：
   2.1 创建阶段【若是函数，当函数被调用，但未执行任何其内部代码之前】
       在进入执行上下文阶段，只会将有 var，function修饰的变量或方法添加到变量对象中。
          2.1.1 创建作用域链（Scope Chain）
          2.1.2 创建变量对象（变量，函数和参数）
          2.1.3 确定this的指向  
   2.2 激活/代码执行阶段：
         2.2.1 变量赋值
         2.2.2 函数引用，
         2.2.3  解释/执行其他代码

变量对象组成

  • 函数的所有形参 (如果是函数上下文)
    由名称和对应值组成的一个变量对象的属性被创建
    没有实参，属性值设为 undefined

  • 函数声明
    由名称和对应值（函数对象(function-object)）组成一个变量对象的属性被创建
    如果变量对象已经存在相同名称的属性，则完全替换这个属性

  • 变量声明
    由名称和对应值（undefined）组成一个变量对象的属性被创建；
    如果变量名称跟已经声明的形式参数或函数相同，则变量声明不会干扰已经存在的这类属性

可以将每个执行上下文抽象为一个对象并有三个属性：

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: {} 
}

解释器执行代码的伪逻辑（函数）

1、查找调用函数的代码。
2、执行函数代码之前，先创建执行上下文。
3、进入创建阶段：
  3.1 初始化作用域链：
  3.2 创建变量对象：
   3.2.1 创建arguments对象，检查上下文，初始化参数名称和值并创建引用的复制。
   3.2.2 扫描上下文的函数声明：
     为发现的每一个函数，在变量对象上创建一个属性——确切的说是函数的名字——其有一个指向函数在内存中的引用。
     如果函数的名字已经存在，引用指针将被重写。
   3.2.3 扫描上下文的变量声明：
     为发现的每个变量声明，在变量对象上创建一个属性——就是变量的名字，并且将变量的值初始化为undefined
     如果变量的名字已经在变量对象里存在，将不会进行任何操作并继续扫描。   
  3.3 求出上下文内部“this”的值。
4、激活/代码执行阶段：
在当前上下文上运行/解释函数代码，并随着代码一行行执行指派变量的值。

demo:

function foo(i) {
    var a = 'hello';
    var b = function privateB() {

    };
    function c() {

    }
}

foo(22);

1、创建阶段：foo(22)函数调用时

fooExecutionContext = {
    scopeChain: { ... },
    variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,
            length: 1
        },
        i: 22,
        c: pointer to function c()
        a: undefined,
        b: undefined
    },
    this: { ... }
}

2、执行阶段：执行流进入函数并且激活/代码执行阶段

fooExecutionContext = {
    scopeChain: { ... },
    variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,
            length: 1
        },
        i: 22,
        c: pointer to function c()
        a: 'hello',
        b: pointer to function privateB()
    },
    this: { ... }
}

注意:

  1. 单线程
  2. 同步执行
  3. 唯一的全局执行环境
  4. 局部执行环境的个数没有限制
  5. 每次某个函数被调用，就会有个新的局部执行环境为其创建，即使是多次调用的自身函数(即一个函数被调用多次，也会创建多个不同的局部执行环境)。

执行环境的分类

  1. Global Code，即全局的、不在任何函数里面的代码，例如：一个js文件、嵌入在html页面中的js代码等。
  2. Function Code，即用户自定义函数中的函数体JS代码。
  3. Eval Code，即使用eval()函数动态执行的JS代码。【不推荐，可忽略】
    或
    全局环境：JavaScript代码运行起来会首先进入该环境
    函数环境：当函数被调用执行时，会进入当前函数中执行代码
    eval（不建议使用，可忽略）

解释：

  1. 全局执行环境
    在浏览器中，其指window对象，是JS代码开始运行时的默认环境。
    全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。
  2. 函数执行环境
    当某个函数被调用时，会先创建一个执行环境及相应的作用域链。然后使用arguments和其他命名参数的值来初始化执行环境的变量对象。

执行上下文（execution context）属性：

  • 变量对象（variableObject）
  • 作用域链（scope chain）
  • this

【注】：
变量对象是与执行上下文相关的数据作用域，存储了在上下文中定义的变量和函数声明。
全局上下文中的变量对象就是全局对象
在函数上下文中，我们用活动对象(activation object, AO)来表示变量对象。

AO & VO 区别与联系
活动对象和变量对象其实是一个东西，只是变量对象是规范上的或者说是引擎实现上的，不可在 JavaScript 环境中访问，只有到当进入一个执行上下文中，这个执行上下文的变量对象才会被激活，所以才叫 activation object 呐，而只有被激活的变量对象，也就是活动对象上的各种属性才能被访问。

活动对象是在进入函数上下文时刻被创建的，它通过函数的 arguments 属性初始化。arguments 属性值是 Arguments 对象。

AO = VO + function parameters + arguments
AO 还包含函数的 parameters，以及 arguments 这个特殊对象

未进入执行阶段之前，变量对象(VO)中的属性都不能访问！但是进入执行阶段之后，变量对象(VO)被激活转变为了活动对象(AO)，里面的属性都能被访问了，然后开始进行执行阶段的操作。
它们其实都是同一个对象，只是处于执行上下文的不同生命周期

作用域链创建

词法作用域（lexical scoping）是指，函数在执行时，使用的是它被定义时的作用域，而不是这个函数被调用时的作用域
函数的作用域在函数定义的时候就决定了。
这是因为函数有一个内部属性 [[scope]]，当函数创建的时候，就会保存所有父变量对象到其中，你可以理解 [[scope]] 就是所有父变量对象的层级链，但是注意：[[scope]] 并不代表完整的作用域链！
当函数激活时，进入函数上下文，创建 VO/AO 后，就会将活动对象添加到作用链的前端。至此，作用域链创建完毕。

demo:

        function foo() {
            function bar() {
                ...
            }
        }
        // 函数创建时，各自的[[scope]]为：

        foo.[[scope]] = [
          globalContext.VO
        ];

        bar.[[scope]] = [
            fooContext.AO,
            globalContext.VO
        ];

函数执行上下文中作用域链和变量对象的创建过程总结

        var scope = "global scope";
        function checkscope(){
            var scope2 = 'local scope';
            return scope2;
        }
        checkscope();

执行过程如下：

        // 1.checkscope 函数被创建，保存作用域链到 内部属性[[scope]]
        checkscope.[[scope]] = [
            globalContext.VO
        ];

        // 2.执行 checkscope 函数，创建 checkscope 函数执行上下文，checkscope 函数执行上下文被压入执行上下文栈
        ECStack = [
            checkscopeContext,
            globalContext
        ];

        // 3.checkscope 函数并不立刻执行，开始做准备工作，第一步：复制函数[[scope]]属性创建作用域链
        checkscopeContext = {
            Scope: checkscope.[[scope]],
        }

        // 4.第二步：用 arguments 创建活动对象，随后初始化活动对象，加入形参、函数声明、变量声明
        checkscopeContext = {
            AO: {
                arguments: {
                    length: 0
                },
                scope2: undefined
            }，
            Scope: checkscope.[[scope]],
        }

        // 5.第三步：将活动对象压入 checkscope 作用域链顶端
        checkscopeContext = {
            AO: {
                arguments: {
                    length: 0
                },
                scope2: undefined
            },
            Scope: [AO, [[Scope]]]
        }

        // 6.准备工作做完，开始执行函数，随着函数的执行，修改 AO 的属性值
        checkscopeContext = {
            AO: {
                arguments: {
                    length: 0
                },
                scope2: 'local scope'
            },
            Scope: [AO, [[Scope]]]
        }

        // 7.查找到 scope2 的值，返回后函数执行完毕，函数上下文从执行上下文栈中弹出
        ECStack = [
            globalContext
        ];

闭包（可以用执行上下文中来解释）

  • 即使创建它的上下文已经销毁，它仍然存在（比如，内部函数从父函数中返回）
  • 在代码中引用了自由变量

内部函数引用了外部函数的变量，在外部函数上下文被销毁后，其中的变量仍然可以被其内部函数引用
因为：

fContext = {
  Scope: [AO, checkscopeContext.AO, globalContext.VO],
}

对的，就是因为这个作用域链，f 函数依然可以读取到 checkscopeContext.AO 的值，说明当 f 函数引用了 checkscopeContext.AO 中的值的时候，即使 checkscopeContext 被销毁了，但是 JavaScript 依然会让 checkscopeContext.AO 活在内存中，f 函数依然可以通过 f 函数的作用域链找到它，正是因为 JavaScript 做到了这一点，从而实现了闭包这个概念。

说明：
个人总结，笔记，有误请指出，谢谢指教～
ps: 文章格式暂时没时间处理，之后优化【捂脸】

参考：
1、http://www.cnblogs.com/neusc/p/5771150.html
2、https://yanhaijing.com/javascript/2014/04/29/what-is-the-execution-context-in-javascript/
3、https://github.com/mqyqingfeng/Blog/issues/8
4、https://github.com/mqyqingfeng/Blog/issues/6

以上是关于js - 基础 之 预编译总结的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

总结javascript基础概念系列计划分为三个部分：作用域，事件循环，原型链。

浅谈JavaScript预编译原理

面试之 python基础

JS基础知识总结

个人对JavaScript预编译的理解

预编译