什么是作用域和執(zhí)行上下文

什么是作用域和執(zhí)行上下文

說到 Javascript 中的作用域,通常一同出現(xiàn)的還有一個(gè)執(zhí)行上下文(execution context)的概念,以前我在網(wǎng)上搜索相關(guān)的內(nèi)容總是理不清這兩者的關(guān)系。似乎函數(shù),作用域,執(zhí)行上下文這三者天生就是糾纏在一起的。為了獲得一手的資料我翻看了 ES6 規(guī)范,把他們到底是什么梳理了一下:

作用域

首先我們來說下作用域,簡(jiǎn)單來說作用域就是一個(gè)區(qū)域,包含了其中變量,常量,函數(shù)等等定義信息和賦值信息,以及這個(gè)區(qū)域內(nèi)代碼書寫的結(jié)構(gòu)信息。作用域可以嵌套。我們通常知道 js 中函數(shù)的定義可以產(chǎn)生作用域,下面我們用具體代碼來示例下:


scopeexecctx1.png

全局作用域(global scope)里面定義了兩個(gè)變量,一個(gè)函數(shù)。walk 函數(shù)生成的作用域里面定義了一個(gè)變量,兩個(gè)函數(shù)。innerFunc 和 anotherInnerFunc 這兩個(gè)函數(shù)生成的作用域里面分別定義了一個(gè)變量。在規(guī)范中作用域更官方的叫法是詞法環(huán)境(Lexical Environments)。什么意思?就是作用域包含哪些內(nèi)容取決于你代碼怎么寫,你把定義 go 變量寫在了 walk 函數(shù)里面,那么 go 變量就屬于 walk 函數(shù)作用域。

作用域其實(shí)由兩部分組成:

  1. 記錄作用域內(nèi)變量信息(我們假設(shè)變量,常量,函數(shù)等統(tǒng)稱為變量)和代碼結(jié)構(gòu)信息的東西,稱之為 Environment Record。
  2. 一個(gè)引用 __outer__,這個(gè)引用指向當(dāng)前作用域的父作用域。拿上面代碼為例。innerFunc 的函數(shù)作用域有一個(gè)引用指向 walk 函數(shù)作用域,walk 函數(shù)作用域有一個(gè)引用指向全局作用域。全局作用域的 __outer__ 為 null。
變量查找(ResolveBinding):

規(guī)范中定義了查找一個(gè)變量的過程:先查看當(dāng)前作用域里面的 Environment Record 是否有此變量的信息,如果找到了,則返回當(dāng)前作用域內(nèi)的這個(gè)變量。如果沒有查找到,則順著 __outer__ 到父作用域里面的 Environment Record 查找,以此遞歸。所以我們通常所說的函數(shù)內(nèi)同名變量遮蔽全局變量就是這么回事。不過如果你在變量查找的時(shí)候指定某個(gè)作用域中的 Environment Record,那么也是可以的,譬如:window.name 【其實(shí) window 對(duì)象就是全局作用域的 Environment Record 對(duì)象,但是普通函數(shù)作用域的 Environment Record 對(duì)象是獲取不到的】。

生成作用域的語法:
  1. 函數(shù)聲明
function f() {
  var inner = 'inner';
  console.log( inner );
}
f(); // inner;
console.log( inner ); // Uncaught ReferenceError: inner is not defined
  1. catch 語句
try {
  throw new Error( 'customized error' );
} catch( err ) {
  var iamnoterror = 'not error';
  console.log( iamnoterror ); // not error
  console.log( err ); // Error: customized error
}
console.log( iamnoterror ); // not error
console.log( err ); // Uncaught ReferenceError: e is not defined

這里特別指出的是 catch 語句生成的作用域只會(huì)框住參數(shù)部分的變量(err),使其不能在外面訪問。對(duì)于 catch 語句體里面聲明的變量并不起作用。我們看規(guī)范里面怎么說:

For each element argName of the BoundNames of CatchParameter, do
a. Perform catchEnv.CreateMutableBinding(argName).

catchEvn 就是 catch 語句生成的作用域,但是這個(gè)作用域只保存參數(shù)列表中的變量(CreateMutableBinding(argName))。

  1. 語句塊
if ( true ) {
  let bv = 'bv';
  const B_C = 'BC';
  let blockFunc = function() {}
  function notBlockFunc() {}

  console.log( bv ); // bv
  console.log( B_C ); // BC
  console.log( notBlockFunc ); // function notBlockFunc() {}
  console.log( blockFunc ); // function () {}
  
}
console.log( bv ); // Uncaught ReferenceError: bv is not defined
console.log( B_C ); // Uncaught ReferenceError: B_C is not defined
console.log( notBlockFunc ); // function notBlockFunc() {}
console.log( blockFunc ); // ReferenceError: blockFunc is not defined

語句塊 {} 會(huì)生成一個(gè)新的作用域,但是這個(gè)作用域只綁定塊級(jí)變量,常量等,即 let,const 聲明的屬于塊級(jí)作用域,而 var 聲明的還是屬于塊級(jí)作用域的父作用域。

執(zhí)行上下文

接下來我們說下執(zhí)行上下文(execution context),執(zhí)行上下文是用于跟蹤代碼的運(yùn)行情況,其特征如下:

  1. 一段代碼塊對(duì)應(yīng)一個(gè)執(zhí)行上下文,被封裝成函數(shù)的代碼被視作一段代碼塊,或者“全局作用域”也被視作一段代碼塊。
  2. 當(dāng)程序運(yùn)行,進(jìn)入到某段代碼塊時(shí),一個(gè)新的執(zhí)行上下文被創(chuàng)建,并被放入一個(gè) stack 中。當(dāng)程序運(yùn)行到這段代碼塊結(jié)尾后,對(duì)應(yīng)的執(zhí)行上下文被彈出 stack。
  3. 當(dāng)程序在某段代碼塊中運(yùn)行到某個(gè)點(diǎn)需要轉(zhuǎn)到了另一個(gè)代碼塊時(shí)(調(diào)用了另一個(gè)函數(shù)),那么當(dāng)前的可執(zhí)行上下文的狀態(tài)會(huì)被置為掛起,然后生成一個(gè)新的可執(zhí)行上下文放入 stack 的頂部。
  4. stack 最頂部的可執(zhí)行上下文被稱為 running execution context。當(dāng)頂部的可執(zhí)行上下文被彈出后,上一個(gè)掛起的可執(zhí)行上下文繼續(xù)執(zhí)行。

我們用代碼來示例下(從 outer 調(diào)用到 level1 調(diào)用,再逐層返回):


scopeexecctx2.png

執(zhí)行上下文對(duì)象的內(nèi)部屬性:

  • [[code evaluation]]:當(dāng)前代碼塊執(zhí)行的狀態(tài):prerform,suspend,resume。
  • [[Function]]:如果當(dāng)前執(zhí)行上下文對(duì)應(yīng)的是一個(gè)函數(shù),那么這個(gè)屬性就保存的這個(gè)函數(shù)對(duì)象。如果對(duì)應(yīng)的是全局環(huán)境(可以是一個(gè) script 或者 module),屬性值是 null。
  • [[Real]]:類似與沙箱的概念?(我還沒有看懂,不過不太影響此篇的內(nèi)容)。

如果程序執(zhí)行到某個(gè)點(diǎn)拋出異常了,那么我們可以用這個(gè)記錄執(zhí)行上下文的 stack 來追蹤到底哪里出錯(cuò)了,可以看到整個(gè)調(diào)用棧,此時(shí)內(nèi)部屬性 [[Function]] 就起到作用了:

scopeexecctx3.png

作用域和執(zhí)行上下文的關(guān)系

其實(shí)大家看下作用域和執(zhí)行上下文各自的職責(zé),你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們幾乎是沒有啥交集的。那么為啥通常兩者會(huì)被同時(shí)提到呢?因?yàn)樵谝粋€(gè)函數(shù)被執(zhí)行時(shí),創(chuàng)建的執(zhí)行上下文對(duì)象除了保存了些代碼執(zhí)行的信息,還會(huì)把當(dāng)前的作用域保存在執(zhí)行上下文中。所以它們的關(guān)系只是存儲(chǔ)關(guān)系。

再談變量查找(ResolveBinding):

結(jié)合作用域和執(zhí)行上下文,我們?cè)賮砜聪伦兞坎檎业倪^程。其實(shí)第一步不是到作用域里面找 Environment Record,而是先從當(dāng)前的執(zhí)行上下文中找保存的作用域(對(duì)象),然后再是通過作用域鏈向上查找變量。而且同一個(gè)執(zhí)行上下文保存的作用域(對(duì)象)是可變的,當(dāng)代碼在同一個(gè)執(zhí)行上下文中執(zhí)行的時(shí)候,如果碰到有必要生成一個(gè)新作用域的時(shí)候,這個(gè)新的作用域會(huì)被添加到作用域鏈的頭部,然后執(zhí)行上下文就保存的作用域?qū)ο缶透鲁蛇@個(gè)新的作用域。等這個(gè)新的作用域生命周期完成后,作用域鏈又會(huì)恢復(fù)到之前的狀況,然后執(zhí)行上下文保存的作用域也會(huì)恢復(fù)成之前的。示例:

scopeexecctx4.png

this

稍微提下,我看到網(wǎng)上有把執(zhí)行上下文等同于 this 的文章,其實(shí) this 的值是通過當(dāng)前執(zhí)行上下文中保存的作用域(對(duì)象)來獲取到的,規(guī)范如下。

ResolveThisBinding ( )
The abstract operation ResolveThisBinding determines the binding of the keyword this using the LexicalEnvironment of the running execution context. ResolveThisBinding performs the following steps:

  1. Let envRec be GetThisEnvironment( ).
  2. Return envRec.GetThisBinding().

我接下來會(huì)要總結(jié)函數(shù)作為普通函數(shù)和作為構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用時(shí)的區(qū)別,那個(gè)時(shí)候應(yīng)該會(huì)對(duì) this 有更深入的解釋。

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容