🐟 🐟 JavaScript执行机制之变量提升

前言

又来到了这些老生常谈的问题，之前准备面试的时候觉得临时抱佛脚应该没什么事。但现在离自己真正准备面试还有一段时间，为了把这些底层而重要的知识深深烙在脑海里，故准备以这种写文章的方式进行一个知识的输出。这既是对自己所学知识的一个简单的梳理，还可以方便日后自己复习，并且在这个过程中还可能能够帮助到一起学习的小伙伴们~

这一节的内容大部分来自极客时间的李兵老师的课程。 👉👉 07 | 变量提升：JavaScript代码是按顺序执行的吗？ (geekbang.org)

变量提升的由来

先让我们的大脑清空之前对变量提升的理解吧。

(有时候把一个知识清零再学习更有益于提升~)

那么就先看这么一个问题

👇👇👇

JavaScript代码是按顺序执行的吗？

(该开始学JavaScript的时候肯定是这样认为的吧)

接下先看段代码，你觉得下面这段代码输出的结果是什么？

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

如果依据JavaScript 是按顺序执行的，那么：当执行到第 1 行的时候，由于函数 showName 还没有定义，所以执行应该会报错；同样执行第 2 行的时候，由于变量 myname 也未定义，所以同样也会报错。然而实际执行结果却并非如此， 如下图：

第 1 行输出“函数 showName 被执行”，第 2 行输出“undefined”，这和前面想象中的顺序执行有点不一样啊！

通过上面的执行结果，你应该已经知道了函数或者变量可以在定义之前使用，那如果使用没有定义的变量或者函数，JavaScript 代码还能继续执行吗？为了验证这点，我们可以删除第 3 行变量 myname 的定义，如下所示：

showName()
console.log(myname)
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

然后再次执行这段代码时，JavaScript 引擎就会报错，结果如下：

从上面两段代码的执行结果来看，我们可以得出如下三个结论。

1. 在执行过程中，若使用了未声明的变量，那么 JavaScript 执行会报错。
2. 在一个变量定义之前使用它，不会出错，但是该变量的值会为 undefined，而不是定义时的值。
3. 在一个函数定义之前使用它，不会出错，且函数能正确执行。

第一个结论很好理解，因为变量没有定义，这样在执行 JavaScript 代码时，就找不到该变量，所以 JavaScript 会抛出错误。

但是对于第二个和第三个结论，就挺让人费解的：

变量和函数为什么能在其定义之前使用？

这似乎表明 JavaScript 代码并不是一行一行执行的。同样的方式，变量和函数的处理结果为什么不一样？比如上面的执行结果，提前使用的 showName 函数能打印出来完整结果，但是提前使用的 myname 变量值却是 undefined，而不是定义时使用的“极客时间”这个值。

这就是变量提升的由来了~

从声明和赋值理解变量提升

为了搞清楚上面的问题，我们还得知道JavaScript 中的声明和赋值。

var myname = '极客时间'

这段代码你可以把它看成是两行代码组成的：

var myname    //声明部分
myname = '极客时间'  //赋值部分

上面是变量的声明和赋值，那接下来我们再来看看函数的声明和赋值，结合下面这段代码：

function foo(){
  console.log('foo')
}

var bar = function(){
  console.log('bar')
}

可以参考下图：

好了,这就是声明和赋值操作，那接下来我们就可以聊聊什么是变量提升了。

👇 👇 👇

所谓的变量提升，是指在 JavaScript 代码执行过程中，JavaScript 引擎把变量的声明部分和函数的声明部分提升到代码开头的“行为”。变量被提升后，会给变量设置默认值，这个默认值就是我们熟悉的 undefined。

下面我们就来模拟实现一下这些变量和函数声明是怎么提升的：

看个直观一点的图

从图中可以看出，对原来的代码主要做了两处调整：

1.第一处是把声明的部分都提升到了代码开头，如变量 myname 和函数 showName，并给变量设置默认值 undefined；

2.第二处是移除原本声明的变量和函数，如var myname = '极客时间'的语句，移除了 var 声明，整个移除 showName 的函数声明。

通过这两步，就可以实现变量提升的效果。

从变量提升到JavaScript 代码的执行流程

从概念的字面意义上来看，“变量提升”意味着变量和函数的声明会在物理层面移动到代码的最前面，正如我们所模拟的那样。但，这并不准确。实际上变量和函数声明在代码里的位置是不会改变的，而且是在编译阶段被 JavaScript 引擎放入内存中。对，你没听错，一段 JavaScript 代码在执行之前需要被 JavaScript 引擎编译，编译完成之后，才会进入执行阶段。大致流程你可以参考下图：

编译阶段

那么编译阶段和变量提升存在什么关系呢？

回到最初的代码

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

为了方便介绍，可以把这段代码分成两部分。

第一部分：变量提升部分的代码。

var myname = undefined
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

第二部分：执行部分的代码。

showName()
console.log(myname)
myname = '极客时间'

从上图可以看出，输入一段代码，经过编译后，会生成两部分内容：执行上下文和可执行代码。

执行上下文是 JavaScript 执行一段代码时的运行环境，比如调用一个函数，就会进入这个函数的执行上下文，确定该函数在执行期间用到的诸如 this、变量、对象以及函数等。

我们再结合之前这段代码来分析下是如何生成变量环境对象的。

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

我们可以一行一行来分析上述代码：

第 1 行和第 2 行，由于这两行代码不是声明操作，所以 JavaScript 引擎不会做任何处理；

第 3 行，由于这行是经过 var 声明的，因此 JavaScript 引擎将在环境对象中创建一个名为 myname 的属性，并使用 undefined 对其初始化；

第 4 行，JavaScript 引擎发现了一个通过 function 定义的函数，所以它将函数定义存储到堆中，并在环境对象中创建一个showName 的属性，然后将该属性值指向堆中函数的位置。

好了，现在有了执行上下文和可执行代码了，那么接下来就到了执行阶段了。

执行阶段

(为了方便对照，再次把代码搬过来)

showName()
console.log(myname)
var myname = '极客时间'
function showName() {
    console.log('函数showName被执行');
}

JavaScript 引擎开始执行“可执行代码”，按照顺序一行一行地执行。下面我们就来一行一行分析下这个执行过程：

• 当执行到 showName 函数时，JavaScript 引擎便开始在变量环境对象中查找该函数，由于变量环境对象中存在该函数的引用，所以 JavaScript 引擎便开始执行该函数，并输出“函数 showName 被执行”结果。

• 接下来打印“myname”信息，JavaScript 引擎继续在变量环境对象中查找该对象，由于变量环境存在 myname 变量，并且其值为 undefined，所以这时候就输出 undefined。

• 接下来执行第 3 行，把“极客时间”赋给 myname 变量，赋值后变量环境中的 myname 属性值改变为“极客时间”

好了，以上就是一段代码的编译和执行流程。

代码中出现相同的变量或者函数怎么办？

现在大家已经知道了，在执行一段 JavaScript 代码之前，会编译代码，并将代码中的函数和变量保存到执行上下文的变量环境中，那么如果代码中出现了重名的函数或者变量，JavaScript 引擎会如何处理？ 我们先看下面这样一段代码：

function showName() {
    console.log('极客邦');
}
showName();
function showName() {
    console.log('极客时间');
}
showName(); 

我们来分析下其完整执行流程：

• 首先是编译阶段。遇到了第一个 showName 函数，会将该函数体存放到变量环境中。接下来是第二个 showName 函数，继续存放至变量环境中，但是变量环境中已经存在一个 showName 函数了，此时，第二个 showName 函数会将第一个 showName 函数覆盖掉。这样变量环境中就只存在第二个 showName 函数了。

• 接下来是执行阶段。先执行第一个 showName 函数，但由于是从变量环境中查找 showName 函数，而变量环境中只保存了第二个 showName 函数，所以最终调用的是第二个函数，打印的内容是“极客时间”。第二次执行 showName 函数也是走同样的流程，所以输出的结果也是“极客时间”

综上所述，一段代码如果定义了两个相同名字的函数，那么最终生效的是最后一个函数。

小结

• JavaScript 代码执行过程中，需要先做变量提升，而之所以需要实现变量提升，是因为 JavaScript 代码在执行之前需要先编译。
• 在编译阶段，变量和函数会被存放到变量环境中，变量的默认值会被设置为 undefined；在代码执行阶段，JavaScript 引擎会从变量环境中去查找自定义的变量和函数。
• 如果在编译阶段，存在两个相同的函数，那么最终存放在变量环境中的是最后定义的那个，这是因为后定义的会覆盖掉之前定义的。