JavaScript中的執(zhí)行上下文和變量提升
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「新鈦云服」，作者林泓輝 翻譯。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系新鈦云服公眾號(hào)。
與許多同類語(yǔ)言相比，JavaScript 是一種易于學(xué)習(xí)的編程語(yǔ)言。但是，如果您想理解、調(diào)試和編寫更好的代碼，則需要多加注意一些基本概念。
在本文中，我們將了解兩個(gè)這樣的概念：
- 執(zhí)行上下文
- 變量提升
作為一個(gè)初學(xué)者的JavaScript，了解這些概念將有助于您了解this關(guān)鍵字，作用域和閉包。
JavaScript 中的執(zhí)行上下文
一般來(lái)說(shuō)，一個(gè) JavaScript 源文件會(huì)有多行代碼。作為開發(fā)人員，我們將代碼組織成變量、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如對(duì)象和數(shù)組)等等。
語(yǔ)法環(huán)境決定了我們?nèi)绾我约霸诤翁幘帉懘a?？纯聪旅娴拇a：
- function doSomething() {
- var age= 7;
- // Some more code
- }
在上面的代碼中，變量age在語(yǔ)法上位于函數(shù)內(nèi)部doSomething。
請(qǐng)注意，我們的代碼不會(huì)按原樣運(yùn)行。它必須由編譯器翻譯成計(jì)算機(jī)可理解的字節(jié)碼。通常，語(yǔ)法環(huán)境在您的代碼中會(huì)有多個(gè)。然而，并不是所有的環(huán)境都會(huì)同時(shí)執(zhí)行。
幫助代碼執(zhí)行的環(huán)境稱為執(zhí)行上下文。它是當(dāng)前正在運(yùn)行的代碼，以及有助于運(yùn)行它的一切?？梢杂泻芏嗾Z(yǔ)法環(huán)境，但當(dāng)前運(yùn)行的代碼只能有一個(gè)執(zhí)行上下文。
查看下圖以了解語(yǔ)法環(huán)境和執(zhí)行上下文之間的區(qū)別：
語(yǔ)法環(huán)境與執(zhí)行上下文
那么在執(zhí)行上下文中到底發(fā)生了什么?代碼被逐行解析，生成可執(zhí)行的字節(jié)碼，分配內(nèi)存并執(zhí)行。
讓我們采用我們?cè)谏厦婵吹降南嗤瘮?shù)。您認(rèn)為執(zhí)行以下行時(shí)可能會(huì)發(fā)生什么?
- var age = 7;
這段源代碼在最終執(zhí)行之前經(jīng)歷了以下階段：
- 標(biāo)記：在此階段，源代碼字符串分解為多個(gè)有意義的塊，稱為Tokens. 例如，代碼var age = 7;標(biāo)記為var , age , = , 7和, ; .
- 解析：下一個(gè)階段是解析，在這個(gè)階段，一個(gè)標(biāo)記數(shù)組變成一個(gè)由語(yǔ)言語(yǔ)法理解的嵌套元素樹。這棵樹被稱為AST(抽象語(yǔ)法樹)。
- 代碼生成：在這個(gè)階段，在解析階段創(chuàng)建的 AST 變成可執(zhí)行的字節(jié)碼。該可執(zhí)行字節(jié)碼隨后由 JIT(即時(shí))編譯器進(jìn)一步優(yōu)化。
下面的動(dòng)畫圖片顯示了源代碼到可執(zhí)行字節(jié)碼的轉(zhuǎn)換。
可執(zhí)行字節(jié)碼的源代碼
所有這些事情都發(fā)生在一個(gè)執(zhí)行上下文中。所以執(zhí)行上下文是代碼的特定部分的執(zhí)行環(huán)境。
有兩種類型的執(zhí)行上下文：
- 全局執(zhí)行上下文 (GEC)
- 函數(shù)執(zhí)行上下文 (FEC)
每個(gè)執(zhí)行上下文都有兩個(gè)階段：
- 創(chuàng)建階段
- 執(zhí)行階段
讓我們?cè)敿?xì)看看它們中的每一個(gè)，并更好地理解它們。
JavaScript 中的全局執(zhí)行上下文 (GEC)
每當(dāng)我們執(zhí)行 JavaScript碼時(shí)，它都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)全局執(zhí)行上下文(也稱為基本執(zhí)行上下文)。全局執(zhí)行上下文有兩個(gè)階段。
創(chuàng)建階段
在創(chuàng)建階段，創(chuàng)建了兩個(gè)獨(dú)特的東西：
- 調(diào)用的全局對(duì)象window(用于客戶端 JavaScript)。
- 一個(gè)名為this的變量。
如果代碼中聲明了任何變量，則會(huì)為該變量分配內(nèi)存。該變量使用唯一key進(jìn)行初始化，并賦值為undefined。
如果代碼中有function ，它會(huì)被直接放入內(nèi)存中。我們將在Hoisting后面的部分中詳細(xì)了解這部分。
執(zhí)行階段
代碼執(zhí)行在這個(gè)階段開始。在這里進(jìn)行全局變量的賦值。請(qǐng)注意，這里沒(méi)有調(diào)用函數(shù)，因?yàn)樗l(fā)生在函數(shù)執(zhí)行上下文中。我們將在后面討論這個(gè)問(wèn)題。
讓我們通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)理解這兩個(gè)階段。
示例 1：加載空腳本
創(chuàng)建一個(gè)名為index.js的空 JavaScript 文件及一個(gè)包含以下內(nèi)容的 HTML 文件：
- <!DOCTYPE html>
- <html lang="en">
- <head>
- <meta charset="UTF-8">
- <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
- <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
- <title>Document</title>
- <script src='./index.js'></script>
- </head>
- <body>
- I'm loading an empty script
- </body>
- </html>
我們使用<script>標(biāo)簽將空腳本文件導(dǎo)入到 HTML 文件中。
在瀏覽器中加載 HTML 文件并打開 Chrome DevTools（快捷鍵通常為F12）或其他瀏覽器也是可以的。選擇console選項(xiàng)卡，鍵入window并按回車鍵。您可以看到瀏覽器的Window對(duì)象。
windows對(duì)象
現(xiàn)在，輸入this并按回車鍵。您可以看到和Window對(duì)象一樣的this對(duì)象。
'this' 的值
如果您輸入window === this則會(huì)得到返回值true
好的，那么我們學(xué)到了什么？
- 當(dāng)我們加載 JavaScript 文件時(shí)，即使它是空的，也會(huì)創(chuàng)建全局執(zhí)行上下文。
- 它在創(chuàng)建階段為我們創(chuàng)建了兩個(gè)特殊的東西，即window對(duì)象和this。
- 在全局執(zhí)行上下文中，window對(duì)象 和this是相等的。
- 因?yàn)槟_本文件是空白的，所以沒(méi)有什么可以執(zhí)行的。所以在執(zhí)行階段什么也不會(huì)發(fā)生。
示例 2：使用變量和函數(shù)
現(xiàn)在讓我們看一個(gè)在 JavaScript 文件中包含一些代碼的示例。我們將添加一個(gè)變量blog，并為其分配一個(gè)值。我們還將定義一個(gè)名為logBlog的函數(shù)。
- var blog = 'freeCodeCamp';
- function logBlog() {
- console.log(this.blog);
- }
在創(chuàng)建階段：
- 全局對(duì)象window和變量this被創(chuàng)建。
- 內(nèi)存被分配給變量blog和函數(shù)logBlog。
- 該變量blog由一個(gè)特殊值undefined初始化。該函數(shù)logBlog直接放置在內(nèi)存中。
在執(zhí)行階段：
- 值freeCodeCamp被分配給變量blog。
- 由于我們已經(jīng)定義了函數(shù)但還沒(méi)有調(diào)用它，因此函數(shù)執(zhí)行不會(huì)發(fā)生。我們將調(diào)用該函數(shù)，看看當(dāng)我們了解函數(shù)執(zhí)行上下文時(shí)會(huì)發(fā)生什么。
JavaScript 中的函數(shù)執(zhí)行上下文 (FEC)
當(dāng)我們調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)執(zhí)行上下文。讓我們擴(kuò)展上面使用的相同示例，但這次我們將調(diào)用該函數(shù)。
- var blog = 'freeCodeCamp';
- function logBlog() {
- console.log(this.blog);
- }
- // Let us call the function
- logBlog();
函數(shù)執(zhí)行上下文經(jīng)歷相同的階段，即創(chuàng)建和執(zhí)行。
函數(shù)執(zhí)行階段可以訪問(wèn)一個(gè)名為arguments的特殊值。它是傳遞給函數(shù)的參數(shù)。但在我們的示例中，沒(méi)有傳遞任何參數(shù)。
請(qǐng)注意，在全局執(zhí)行上下文中創(chuàng)建的window對(duì)象和this變量仍然可以在此上下文中訪問(wèn)。
當(dāng)一個(gè)函數(shù)調(diào)用另一個(gè)函數(shù)時(shí)，會(huì)為新的函數(shù)調(diào)用創(chuàng)建一個(gè)新的函數(shù)執(zhí)行上下文。每個(gè)函數(shù)中相應(yīng)的變量只能在對(duì)應(yīng)的執(zhí)行上下文中使用。
在 JavaScript 中的變量提升
讓我們轉(zhuǎn)到另一個(gè)基本概念Hoisting。當(dāng)我第一次聽說(shuō)Hoisting時(shí)，花了一些時(shí)間才理解這個(gè)意思。
在英語(yǔ)中，hoisting 的意思是使用繩索和滑輪提升某物。這可能會(huì)誤導(dǎo)您認(rèn)為 JavaScript 引擎會(huì)在特定代碼執(zhí)行階段拉取變量和函數(shù)。接下來(lái)，讓我們理解Hoisting的意思。
JavaScript 中的變量提升
請(qǐng)看下面的例子并猜測(cè)輸出：
- console.log(name);
- var name; // undefined
然而，為什么是undefined？如果我們?cè)谄渌幊陶Z(yǔ)言中使用類似的代碼。在這種情況下，我們將在控制臺(tái)得到報(bào)錯(cuò)，指出該變量name未聲明，而我們正試圖在此之前訪問(wèn)它。但是在JavaScript的執(zhí)行上下文里：
在創(chuàng)建階段，
- 內(nèi)存被分配給變量name，并且
- 一個(gè)特殊的值undefined被分配給變量。
在執(zhí)行階段，
該console.log(name)語(yǔ)句將執(zhí)行。
這種為變量分配內(nèi)存并賦值為undefined在執(zhí)行上下文的創(chuàng)建階段使用值進(jìn)行初始化的機(jī)制稱為Variable Hoisting（變量提升）。
特殊值undefined意味著聲明了一個(gè)變量但沒(méi)有賦值。
如果我們?yōu)樽兞糠峙湟粋€(gè)這樣的值：
- name = 'freeCodeCamp';
執(zhí)行階段會(huì)將這個(gè)值賦給變量。
JavaScript 中的函數(shù)提升
現(xiàn)在讓我們談?wù)凢unction Hoisting（函數(shù)提升）。它與Variable Hoisting的模式相同。
執(zhí)行上下文的創(chuàng)建階段將函數(shù)聲明放入內(nèi)存，并在執(zhí)行階段執(zhí)行。請(qǐng)看下面的例子：
- // Invoke the function functionA
- functionA();
- // Declare the function functionA
- function functionA() {
- console.log('Function A');
- // Invoke the function FunctionB
- functionB();
- }
- // Declare the function FunctionB
- function functionB() {
- console.log('Function B');
- }
輸出如下：
- Function A
- Function B
執(zhí)行上下文為函數(shù)創(chuàng)建內(nèi)存并將整個(gè)函數(shù)聲明functionA放入其中。
函數(shù)創(chuàng)建自己的執(zhí)行上下文。所以類似的事情也發(fā)生了functionB。
接下來(lái)，函數(shù)分別在它們的執(zhí)行上下文中執(zhí)行。
在創(chuàng)建階段將整個(gè)函數(shù)聲明提前放入內(nèi)存稱為Function Hoisting。
一些基本規(guī)則
既然我們了解了變量提升的概念，那么讓我們了解一些基本規(guī)則：
- 在代碼中使用變量和函數(shù)之前，務(wù)必先定義它們。這將減少意外的錯(cuò)誤，為您的調(diào)試減少麻煩。
- 提升僅用于函數(shù)聲明，而不用于初始化。這是一個(gè)函數(shù)初始化的例子，代碼執(zhí)行會(huì)中斷。
- logMe();
- var logMe = function() {
- console.log('Logging...');
- }
代碼執(zhí)行將中斷，因?yàn)樵诤瘮?shù)初始化時(shí)，變量logMe將作為變量而不是函數(shù)被提升。因此，對(duì)于變量提升，內(nèi)存分配將在初始化時(shí)發(fā)生undefined。這就是我們會(huì)得到錯(cuò)誤的原因：
函數(shù)初始化時(shí)出錯(cuò)
假設(shè)我們嘗試在聲明之前訪問(wèn)一個(gè)變量，然后使用letandconst關(guān)鍵字來(lái)聲明它。在這種情況下，它們將被提升但不會(huì)被分配默認(rèn)值undefined。訪問(wèn)此類變量將導(dǎo)致ReferenceError. 下面是一個(gè)例子：
- console.log(name);
- let name;
它會(huì)拋出錯(cuò)誤：
使用 let 和 const 關(guān)鍵字聲明的提升變量時(shí)出錯(cuò)
如果我們使用var代替let和，相同的代碼將毫無(wú)問(wèn)題地運(yùn)行const。這個(gè)錯(cuò)誤是因?yàn)樾碌腏avaScript 語(yǔ)言的保護(hù)機(jī)制，防止意外提升可能會(huì)導(dǎo)致不必要的麻煩。
感謝您能看到最后，我希望這篇文章能幫助您更好的理解JavaScript中的執(zhí)行上下文與變量提升的機(jī)制。
原文：https://www.freecodecamp.org/news/javascript-execution-context-and-hoisting/
