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【十条总结】理解JS执行上下文、VO、AO、Scope、闭包、this

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JS 执行上下文

一、含义：

当 JS 引擎解析到可执行代码片段（通常是函数调用阶段）的时候，就会先做一些执行前的准备工作，这个  “准备工作” ，就叫做  "执行上下文(execution context 简称 EC)"  或者也可以叫做执行环境。

二、类型（ES3）

  1. 全局执行上下文：这是默认或者说是最基础的执行上下文，一个程序中只会存在一个全局上下文，它在整个 javascript 脚本的生命周期内都会存在于执行堆栈的最底部不会被栈弹出销毁。全局上下文会生成一个全局对象（以浏览器环境为例，这个全局对象是 window），并且将 this 值绑定到这个全局对象上。

  2. 函数执行上下文：每当一个函数被调用时，都会创建一个新的函数执行上下文（不管这个函数是不是被重复调用的）

  3. Eval 函数执行上下文：执行在 eval 函数内部的代码也会有它属于自己的执行上下文，但由于并不经常使用 eval，所以在这里不做分析。

三、包括（ES3）

1. 变量对象VO（variable object）

VO即Variable Object 变量对象，存储全局变量和函数，例如：

let a = 1
let arr = [1,2,3]
let obj = {id:107}
function fn(){ ... }

// globalEC
globalEC = {
  VO:{
    a: 1,
    arr: [1,2,3],
    obj: {id:107},
    fn: function fn(){ ... }
  }
}

有一点需要注意，只有函数声明（function declaration）会被加入到变量对象中，而函数表达式（function expression）会被忽略。

// 这种叫做函数声明，会被加入变量对象
function a () {}

// b 是变量声明，也会被加入变量对象，但是作为一个函数表达式 _b 不会被加入变量对象
var b = function _b () {}

全局执行上下文和函数执行上下文中的变量对象还略有不同，它们之间的差别简单来说：

（1） 全局上下文中的变量对象就是全局对象，以浏览器环境来说，就是 window 对象。

（2） 函数执行上下文中的变量对象内部定义的属性，是不能被直接访问的，只有当函数被调用时，变量对象（VO）被激活为活动对象（AO）时，我们才能访问到其中的属性和方法。

2. 活动对象AO（activation object）

AO即Activation Object 活跃对象，，存储局部变量和子函数以及arguments。

函数进入执行阶段时，原本不能访问的变量对象被激活成为一个活动对象，自此，我们可以访问到其中的各种属性。 其实变量对象和活动对象是一个东西，只不过处于不同的状态和阶段而已。例如：

function fn(a,b){
  var c = 3,
  var fn2 = function(){
    let d = 4
    console.log(a+b+c+d)
  }
  fn2()
}
fn(1,2) // 10

// fn函数开始执行前，创建fnEC
fnEC = {
  AO:{
    arguments:{
      '0':1,
      '1':2,
      length:2
    },
    a:1,
    b:2,
    c:undefined, 
    fn2:undefined, 
  }
}
// 将fnEC推入执行上下文栈
ECStack.push(fnEC) // [globalEC,fnEC]

// fn函数执行的过程中慢慢填装AO
fnEC = {
  AO:{
    arguments:{ ... },
    a:1,
    b:2,
    c:3,
    fn2:function(){ ... }
  }
}
// 执行内部函数fn2，也是如此
fn2EC = {
  AO:{
    arguments:{
      length:0
    },
    d:4
  }
}
// 将fn2EC推入栈
ECStack.push(fn2EC) // [globalEC,fnEC,fn2EC]

// 执行fn2结束
ECStack.pop() // fn2EC销毁
// 执行fn结束
ECStack.pop() // fnEC销毁

3. 作用域链Scope

作用域 规定了如何查找变量，也就是确定当前执行代码对变量的访问权限。当查找变量的时候，会先从当前上下文的变量对象中查找，如果没有找到，就会从父级（词法层面上的父级）执行上下文的变量对象中查找，一直找到全局上下文的变量对象，也就是全局对象。这样由多个执行上下文的变量对象构成的链表就叫做 作用域链。

函数的作用域在函数创建时就已经确定了。当函数创建时，会有一个名为 [[scope]] 的内部属性保存所有父变量对象到其中。当函数执行时，会创建一个执行环境，然后通过复制函数的 [[scope]] 属性中的对象构建起执行环境的作用域链，然后，变量对象 VO 被激活生成 AO 并添加到作用域链的前端，完整作用域链创建完成：

Scope = [AO].concat([[Scope]]);

4. 调用者this

如果当前函数被作为对象方法调用或使用 bind call apply 等 API 进行委托调用，则将当前代码块的调用者信息（this value）存入当前执行上下文，否则默认为全局对象调用。

总结：

如果将上述一个完整的执行上下文使用代码形式表现出来的话，应该类似于下面这种：

executionContext：{
    [variable object | activation object]：{
        arguments,
        variables: [...],
        funcions: [...]
    },
    scope chain: variable object + all parents scopes
    thisValue: context object
}

四、生命周期（ES3）

1.创建阶段

2.执行阶段

3.销毁阶段

五、总结（ES3）

对于 ES3 中的执行上下文，我们可以用下面这个列表来概括程序执行的整个过程：

1. 函数被调用

2. 在执行具体的函数代码之前，创建了执行上下文

3. 进入执行上下文的创建阶段：

1.初始化作用域链

2.创建 arguments object 检查上下文中的参数，初始化名称和值并创建引用副本

3.扫描上下文找到所有函数声明：

（1）对于每个找到的函数，用它们的原生函数名，在变量对象中创建一个属性，该属性里存放的是一个指向实际内存地址的指针

（2）如果函数名称已经存在了，属性的引用指针将会被覆盖

4.扫描上下文找到所有 var 的变量声明：

（1）对于每个找到的变量声明，用它们的原生变量名，在变量对象中创建一个属性，并且使用 undefined 来初始化

（2）如果变量名作为属性在变量对象中已存在，则不做任何处理并接着扫描

  1. 确定 this 值

4.进入执行上下文的执行阶段：

1.在上下文中运行/解释函数代码，并在代码逐行执行时分配变量值。

六、ES5 中的执行上下文

ES5 规范又对 ES3 中执行上下文的部分概念做了调整，最主要的调整，就是去除了 ES3 中变量对象和活动对象，以 词法环境组件（ LexicalEnvironment component） 和 变量环境组件（ VariableEnvironment component） 替代。所以 ES5 的执行上下文概念上表示大概如下：

ExecutionContext = {
  ThisBinding = <this value>,
  LexicalEnvironment = { ... },
  VariableEnvironment = { ... },
}

变量环境 它也是一个 词法环境 ，所以它有着词法环境的所有特性。

之所以在 ES5 的规范力要单独分出一个变量环境的概念是为 ES6 服务的： 在 ES6 中，词法环境组件和 变量环境 的一个不同就是前者被用来存储函数声明和变量（let 和 const）绑定，而后者只用来存储 var 变量绑定。

在上下文创建阶段，引擎检查代码找出变量和函数声明，变量最初会设置为 undefined（var 情况下），或者未初始化（let 和 const 情况下）。这就是为什么你可以在声明之前访问 var 定义的变量（虽然是 undefined），但是在声明之前访问 let 和 const 的变量会得到一个引用错误。

七、ES5 执行上下文总结

对于 ES5 中的执行上下文，我们可以用下面这个列表来概括程序执行的整个过程：

  1. 程序启动，全局上下文被创建

    1. 创建全局上下文的 词法环境

      （1） 创建 对象环境记录器 ，它用来定义出现在 全局上下文 中的变量和函数的关系（负责处理 let 和 const 定义的变量）

      （2） 创建 外部环境引用，值为 null

    2. 创建全局上下文的 变量环境

      （1）创建 对象环境记录器，它持有 变量声明语句 在执行上下文中创建的绑定关系（负责处理 var 定义的变量，初始值为 undefined 造成声明提升）

      （2）创建 外部环境引用，值为 null

    3. 确定 this 值为全局对象（以浏览器为例，就是 window ）

  2. 函数被调用，函数上下文被创建

    1. 创建函数上下文的 词法环境

      （1）创建 声明式环境记录器 ，存储变量、函数和参数，它包含了一个传递给函数的 arguments 对象（此对象存储索引和参数的映射）和传递给函数的参数的 length。（负责处理 let 和 const 定义的变量）

      （2）创建 外部环境引用，值为全局对象，或者为父级词法环境（作用域）

    2. 创建函数上下文的 变量环境

      （1）创建 声明式环境记录器 ，存储变量、函数和参数，它包含了一个传递给函数的 arguments 对象（此对象存储索引和参数的映射）和传递给函数的参数的 length。（负责处理 var 定义的变量，初始值为 undefined 造成声明提升）

      （2）创建 外部环境引用，值为全局对象，或者为父级词法环境（作用域）

    3. 确定 this 值

  3. 进入函数执行上下文的执行阶段：

    1. 在上下文中运行/解释函数代码，并在代码逐行执行时分配变量值。

八、闭包

闭包的定义：有权访问另一个函数内部变量的函数。简单说来，如果一个函数被作为另一个函数的返回值，并在外部被引用，那么这个函数就被称为闭包。

九、this

  1. this在函数执行时才确认，本质上为函数的实际调用者
  2. 当没有调用者时，默认调用者为window
  3. this存储在AO中
  4. 箭头函数的AO没有this

十、总结：

  • 当函数运行的时候，会生成一个叫做 “执行上下文” 的东西，也可以叫做执行环境，它用于保存函数运行时需要的一些信息。
  • 所有的执行上下文都会被交给系统的 “执行上下文栈” 来管理，它是一个栈结构数据，全局上下文永远在该栈的最底部，每当一个函数执行生成了新的上下文，该上下文对象就会被压入栈，但是上下文栈有容量限制，如果超出容量就会栈溢出。
  • 执行上下文内部存储了包括：变量对象、作用域链、this 指向 这些函数运行时的必须数据。
  • 变量对象构建的过程中会触发变量和函数的声明提升。
  • 函数内部代码执行时，会先访问本地的变量对象去尝试获取变量，找不到的话就会攀爬作用域链层层寻找，找到目标变量则返回，找不到则 undefined。
  • 一个函数能够访问到的上层作用域，在函数创建的时候就已经被确定且保存在函数的 [[scope]] 属性里，和函数拿到哪里去执行没有关系。
  • 一个函数调用时的 this 指向，取决于它的调用者，通常有以下几种方式可以改变函数的 this 值：对象调用、call、bind、apply。

相关参考

转载自:https://juejin.cn/post/7275220813618921535
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