一篇文章弄懂javascript中的执行栈与执行上下文

Z时代
2024-01-10
分类：综合

前言

作为一个前端开发人员，弄清楚JavaScript的执行上下文有助于我们理解js中一些晦涩的概念，比如闭包，作用域，变量提升等等。

执行栈

执行栈用于存储代码执行期间创建的所有执行上下文。具有FILO接口，也被称为调用栈。

当JavaScript代码被运行的时候，会创建一个全局上下文，并push到当前执行栈。之后当发生函数调用的时候，引擎会为函数创建一个函数执行上下文并push到栈顶。引擎会先执行调用栈顶部的函数，当函数执行完成后，当前函数的执行上下文会被移除当前执行栈。并移动到下一个上下文。


let a = 'Hello'
function first() {
  console.log('Inside first function')
  second()
  console.log('Again inside first function')
}
function second() {
  console.log('Inside second function')
}
first()
console.log('Inside Global execution context')

执行上下文

我们可以理解为执行上下文是js代码被解析和执行时所在环境的抽象概念。

JavaScript的执行上下文分为三种类型：

全局执行上下文：最基本的上下文，只有一个。创建了一个全局对象(eg：浏览器中的window)，将this指向全局对象。

函数执行上下文：每次调用函数都会创建一个函数上下文。函数上下文可以存在无数个。

Eval函数执行上下文：运行在eval函数中的代码会有一个自己的执行上下文（本文不讨论）。

执行上下文的创建

创建执行上下文又可以分为两个阶段: 1. 创建阶段 2. 执行阶段

创建阶段

在创建阶段，JavaScript引擎会创建LexicalEnvironment(词法环境)组件，VariableEnvironment(变量环境)组件以及this绑定(在全局上下文中，this指向全局对象。在函数执行上下文中，this取决与函数在哪里被调用。)

Lexical Environment(词法环境)

ES2015规范对词法环境的描述

我们可以理解为词法环境是一种包含标识符(变量/函数的名称)和变量(实际对象：函数/原始值/数组对象等)映射的数据结构。

每个词法环境由两部分组成：Environment Record环境记录(存储变量和函数声明的实际位置)和对外部环境的引用(可以访问其外部词法环境)

环境记录分为两种：

Declarative environment record(声明性环境记录): 存储变量和函数声明。

Object environment record(对象环境记录)：全局词法环境。除了变量和函数声明外，对象环境记录还存储全局绑定对象。

tips：对于函数执行上下文来说，环境记录还包含了一个arguments对象，包含了传递给函数的索引和参数之间的映射以及函数参数的数量。

例如：


function foo(a, b) {
  var c = a + b
}
// argument object
Arguments: {0: 2, 1: 3, length: 2}

VariableEnvironment(变量环境)

变量环境也是一个词汇环境，因此它具有上面定义的词法环境的所有属性和组件。在ES6中，LexicalEnvironment组件和VariableEnvironment组件之间的一个区别是前者用于存储函数声明和变量let和const绑定，而后者仅用于存储变量var绑定。

执行阶段

在执行阶段，会完成对所有变量的分配，代码也会被最终执行。执行上下文的代码会被分成两个阶段：

进入执行上下文

代码执行


let a = 20
const b = 30
var c
function multiply(e, f) {
  var g = 20
  return e * f * g
}
c = multiply(20, 30)

当上面的代码被执行的时候，JavaScript引擎会创建一个全局上下文来执行全局代码。

此时的全局上下文：


GlobalExectionContext = {  // 全局上下文
  LexicalEnvironment: {  // 词法环境
    EnvironmentRecord: {  // 环境记录
      type: 'Object', // 类型
      // 标识符
      a: <uninitialized>,
      b: <uninitialized>,
      multiply: <func>
    },
    outer: <null>, // 对外部环境引用
  },
  VariableEnvironment: { // 变量环境
    EnvironmentRecord: {  // 环境记录
      type: 'Object',
      c: undefined
    },
    outer: <null>, // 对外部环境引用
  }，
  ThisBinding: <Global Object>  // this绑定
}

在执行阶段，变量会被赋值，此时的全局上下文变成：


GlobalExectionContext = {
  LexicalEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
      type: 'Object',
      a: 20,
      b: 30,
      multiply: <func>
    },
    outer: <null>
  },
  VariableEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
      type: 'Object',
      c: undefined
    }
    outer: <null>
  },
  ThisBinding: <Global Object>
}

当JavaScript引擎遇到函数multiply(20, 30)的时候，会创建一个新的函数上下文：


FunctionExectionContext = {
  LexicalEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
      type: 'Declarative',
      arguments: {
        0: 20,
        1: 30,
        length: 2
      }
    },
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>
  },
  VariableEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
     Type: "Declarative",
     g: undefined
    },
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
  }，
  thisBinding: <Global Object or undefined>
}

之后执行上下文会进入执行阶段, 此时的函数上下文：


FunctionExectionContext = {
  LexicalEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
      type: 'Declarative',
      arguments: {
        0: 20,
        1: 30,
        length: 2
      }
    },
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>
  },
  VariableEnvironment: {
    EnvironmentRecord: {
     Type: "Declarative",
     g: 20
    },
    outer: <GlobalLexicalEnvironment>,
  }，
  thisBinding: <Global Object or undefined>
}