探索JS引擎 · (。＿。） ?＿學習計劃走起

## 探索JS引擎 > 通過預編譯，大家也可以看出來真正運行起來，JS會產生兩個作用域； - **全局作用域** - **函數作用域**（局部作用域）作用域是在運行時代碼中的某些特定部分中變量，函數和對象的可訪問性。換句話說，作用域決定了代碼區塊中變量和其他資源的可見性。 ### 前言 JavaScript 從定義到執行，JS引擎在實現層做了很多初始化工作，因此在學習 JS 引擎工作機制之前，我們需要引入幾個相關的概念：**執行環境棧**、**全局對象**、**執行環境**、**變量對象**、**活動對象**、**作用域** 和 **作用域鏈**等，這些概念正是JS引擎工作的核心組件。這篇文章的目的不是孤立的為你講解每一個概念，而是通過一個簡單的 DEMO 來展開分析，全局講解 JS 引擎從定義到執行的每一個細節，以及這些概念在其中所扮演的角色。 ``` var x = 1 //定義一個全局變量 x function A(y) { var x = 2 //定義一個局部變量 x function B(z) { //定義一個內部函數 B console.log(x + y + z) } return B //返回函數B的引用 } var C = A(1) //執行A,返回B C(1) //執行函數B，輸出 4 ``` 下面我們將分 **全局初始化**、**執行函數A**、**執行函數B** 三個階段來分析JS引擎的工作機制： ### **1、全局初始化** JS引擎在進入一段可執行的代碼時，需要完成以下三個初始化工作： ***** 首先，創建一個全局對象(Global Object) ，這個對象全局只存在一份，它的屬性在任何地方都可以訪問，它的存在伴隨著應用程序的整個生命周期。全局對象在創建時，將Math,String,Date,document 等常用的JS對象作為其屬性。由于這個全局對象不能通過名字直接訪問，因此還有另外一個屬性window,并將window指向了自身，這樣就可以通過window訪問這個全局對象了。用偽代碼模擬全局對象的大體結構如下： ``` //創建一個全局對象 var globalObject = { Math: {}, String: {}, Date: {}, document: {}, //DOM操作 ... window: this //讓window屬性指向了自身 } ``` 然后，JS引擎需要構建一個執行環境棧( Execution Context Stack) ，與此同時，也要創建一個全局執行環境（Execution Context）EC ，并將這個全局執行環境EC壓入執行環境棧中。執行環境棧的作用是為了保證程序能夠按照正確的順序被執行。在javascript中，每個函數都有自己的執行環境，當執行一個函數時，該函數的執行環境就會被推入執行環境棧的頂部并獲取執行權。當這個函數執行完畢，它的執行環境又從這個棧的頂部被刪除，并把執行權并還給之前執行環境。我們用偽代碼來模擬執行環境棧和EC的關系： ``` var ECStack = [] //定義一個執行環境棧，類似于數組 //ECMA-262規范并沒有對EC的數據結構做明確的定義，你可以理解為在內存中分配的一塊空間 var EC = {} //創建一個執行空間， ECStack.push(EC) //進入函數，壓入執行環境 ECStack.pop(EC) //函數返回后，刪除執行環境 ``` 最后，JS引擎還要創建一個與EC關聯的全局變量對象(Varibale Object) VO, ?并把VO指向全局對象，VO中不僅包含了全局對象的原有屬性，還包括在全局定義的變量x 和函數 A，與此同時，在定義函數A的時候，還為 A 添加了一個內部屬性scope，并將scope指向了VO。每個函數在定義的時候，都會創建一個與之關聯的scope屬性，scope總是指向定義函數時所在的環境。此時的ECStack結構如下： ``` ECStack = [ //執行環境棧 EC(G) = { //全局執行環境 VO(G): { //定義全局變量對象 ... //包含全局對象原有的屬性 x = 1 //定義變量x A = function() { //定義函數A ... } A[[scope]] = this //定義A的scope，并賦值為VO本身 } } ] ``` ### **2、執行函數A** 當執行進入A(1) 時，JS引擎需要完成以下工作： - 首先，JS引擎會創建函數A的執行環境EC，然后EC推入執行環境棧的頂部并獲取執行權。此時執行環境棧中有兩個執行環境，分別是全局執行環境和函數A執行環境，A的執行環境在棧頂，全局執行環境在棧的底部。然后，創建函數A的作用域鏈(Scope Chain) ，在javascript中，每個執行環境都有自己的作用域鏈，用于標識符解析，當執行環境被創建時，它的作用域鏈就初始化為當前運行函數的scope所包含的對象。 ? > `scopeChain`是作用域鏈，其實函數作用域鏈本質就是鏈表，執行哪個函數，那鏈表就初始化為哪個函數的作用域，然后將該函數的`[scope]`放在表頭，形成閉環鏈表，作用域鏈的查找，就是通過鏈表查找的，如果走了一圈還沒找到，那就返回`undefined`。 - 接著，JS引擎會創建一個當前函數的活動對象(Activation Object) AO，這里的活動對象扮演著變量對象的角色，只是在函數中的叫法不同而已（你可以認為變量對象是一個總的概念，而活動對象是它的一個分支）， AO中包含了函數的形參、arguments對象、this對象、以及局部變量和內部函數的定義，然后AO會被推入作用域鏈的頂端。需要注意的是，在定義函數B的時候，JS引擎同樣也會為B添加了一個scope屬性,并將scope指向了定義函數B時所在的環境，定義函數B的環境就是A的活動對象AO，而AO位于鏈表的前端，由于鏈表具有首尾相連的特點，因此函數B的scope指向了A的整個作用域鏈。我們再看看此時的ECStack結構： ``` ECStack = [ //執行環境棧 EC(A) = { //A的執行環境 [scope]: VO(G), //VO是全局變量對象 AO(A): { //創建函數A的活動對象 y: 1, x: 2, //定義局部變量x arguments: [], //平時我們在函數中訪問的arguments就是AO中的arguments B: function() { //定義函數B ... }, B[[scope]] = this, //this指代AO本身，而AO位于scopeChain的頂端，因此B[[scope]]指向整個作用域鏈 this: window //函數中的this指向調用者window對象 }, scopeChain: < AO(A), A[[scope]] > //鏈表初始化為A[[scope]],然后再把AO加入該作用域鏈的頂端,此時A的作用域鏈：AO(A)->VO(G) }, EC(G) = { //全局執行環境 VO(G): { //創建全局變量對象 ... //包含全局對象原有的屬性 x = 1, //定義變量x A = function() { //定義函數A ... }, A[[scope]] = this //定義A的scope，A[[scope]] == VO(G) } } ] ``` ### **3、執行函數B** 函數A被執行以后，返回了B的引用，并賦值給了變量C，執行 C(1) 就相當于執行B(1)，JS引擎需要完成以下工作： - 首先，還和上面一樣，創建函數B的執行環境EC，然后EC推入執行環境棧的頂部并獲取執行權。此時執行環境棧中有兩個執行環境，分別是全局執行環境和函數B的執行環境，B的執行環境在棧頂，全局執行環境在棧的底部。（注意：當函數A返回后，A的執行環境就會從棧中被刪除，只留下全局執行環境）然后，創建函數B的作用域鏈，并初始化為函數B的scope所包含的對象，即包含了A的作用域鏈。最后，創建函數B的活動對象AO,并將B的形參z, arguments對象和 this對象作為AO的屬性。此時ECStack將會變成這樣： ``` ECStack = [ //執行環境棧 EC(B) = { //創建B的執行環境,并處于作用域鏈的頂端 [scope]: AO(A), //指向函數A的作用域鏈 AO(A)->VO(G) AO(B) = { //創建函數B的活動對象 z: 1, arguments: [], this: window } scopeChain: < AO(B), B[[scope]] > //鏈表初始化為B[[scope]],再將AO(B)加入鏈表表頭，此時B的作用域鏈：AO(B)->AO(A)-VO(G) }, EC(A), //A的執行環境已經從棧頂被刪除 EC(G) = { //全局執行環境 VO(G): { //定義全局變量對象 ... //包含全局對象原有的屬性 x = 1 //定義變量x A = function() { ... } //定義函數A A[[scope]] = this //定義A的scope，A[[scope]] == VO(G) } } ] ``` 當函數B執行`x+y+z`時，需要對x、y、z 三個標識符進行一一解析，解析過程遵守變量查找規則：先查找自己的活動對象中是否存在該屬性，如果存在，則停止查找并返回；如果不存在，繼續沿著其作用域鏈從頂端依次查找，直到找到為止，如果整個作用域鏈上都未找到該變量，則返回`undefined`。從上面的分析可以看出函數B的作用域鏈是這樣的： ``` AO(B) -> AO(A) -> VO(G) ``` 因此，變量x會在AO(A)中被找到，而不會查找VO(G)中的x，變量y也會在AO(A)中被找到，變量z 在自身的AO(B)中就找到了。所以執行結果：2+1+1=4。 ### **this** 執行`A`函數時，只有`A`函數有`this`屬性，執行`B`函數時，只有`B`函數有`this`屬性，這也就證實了`this`只有在運行時才會存在。 > `this`的指向真相我們看一下`this`的指向，`A`函數調用的時候，屬性`this`的屬性是`window`，而通過`var C = A(1)`調用`A`函數后，`A`函數的執行環境已經`pop`出棧了。此時執行`C()`就是在執行`B`函數，`EC(B)`已經在棧頂了，`this`屬性值是`window`全局變量。 ##### 引用地址 [https://www.cnblogs.com/onepixel/p/5090799.html](https://www.cnblogs.com/onepixel/p/5090799.html) [https://github.com/godkun/blog/issues/33](https://github.com/godkun/blog/issues/33)