js程序的运行原理

上一篇,我们讲过了js面向对象的原理,讲到了js里一切皆对象,变量、函数、函数的原型一切皆是对象。而对象的概念指的是,一个无序属性的集合。对象通过原型链来实现继承。
这一篇,我们讲一讲js程序的运行原理。
首先,我们要知道的几个概念是,执行环境(上下文)、执行环境栈、变量对象、作用域链。
先来讲讲执行环境和执行环境栈,js程序执行离不开三种情况,分别是全局、函数和eval。只要js运行在以上任何一种情况下,就首先会现创建执行环境,别的书中译为上下文。我们知道js运行的入口是全局函数,当进入全局函数的那一刻起,程序就自动创建了全局执行环境,如果在全局函数中定义并且执行了某个函数,程序就会立马创建属于该函数的执行环境,并且按照栈的结构,将全局执行环境压于栈底,当前执行的函数的执行环境压于栈顶。形成一个执行环境栈的结构,如果当前函数执行完毕的话,环境栈将其弹出,执行指令归还于全局执行环境。
下面来说说变量对象和作用域链,要知道一个执行环境其实可以抽象地理解成一个对象。每一个对象都有三个属性,它们分别是变量对象、作用域链和this。
变量对象的定义是,标识符的集合。所谓标识符,指的就是var声明的变量,以及函数声明(不包括函数表达式)。在函数中,活动对象用作变量对象,除了拥有var声明的变量和函数声明外,还有特殊的参数arguments和普通参数。变量对象包含了所有这些标识符,而作用域链是包含了变量对象的集合。如果在全局环境中执行了某个函数,当进入该函数的执行环境后,该函数会在当前的变量对象中查找标识符,而该执行环境还有一个属性,作用域链,用于存放父级执行环境里的变量对象,以此类推直到全局执行环境里的变量对象为止。非常类似于原型链,作用域链也是一级一级往上找,直到全局环境里找不到标识符,则报错。它们两个最大的区别就是,原型链讲的是对象,即对象属性的继承。还有就是作用域链讲的是程序如何执行的,如何通过作用域链去进行标识符地查找。当然,像with和catch这种语句,会延长作用域链,它们的标准是,从原型链先去查找标识符,如果没有的话,再去父级变量对象里查找。
其实函数在定义的时候,当前的执行环境就给函数增加了一个属性,[[Scope]],这个属性的内容就是当前执行环境的作用域链。而包含函数定义的作用域,我们又称之为静态作用域。而所谓的闭包的定义,其实指的是函数不在静态作用域里调用,却能访问静态作用域里的变量对象。这样的函数我们称之为闭包。
例如:
var x = 20;
function f(){
console.log(x);
}
function F(){
var x = 10;
f(); //20
}
F();
以上这个例子我们可以看出,函数f和函数F的静态作用域都是global作用域。这两个函数在定义的时候都给各自增添了一个属性[[Scope]]。指向global。所以当函数f被执行的时候,首先会在当前的变量对象中查找,然后会到[[Scope]]里去找x,如果找不到就报错,恰巧这里的值是20,不是10,因为全局作用域里的x的值为20。
再来看一个例子:
var x = 20;
function F(){
var x = 10;
function f(){
console.log(x);
}
f(); //10
}
F();
这里,当函数F执行后,会创建执行环境。函数f定义在函数F中,函数f的属性[[Scope]],执向了函数F的作用域,而F.[[Scope]]指向global。所以当函数f执行后,会首先在函数f的执行环境里去找变量对象包含x的吗,没有找到,沿着f.[[Scope]]往上找,在函数F里找到了变量x,于是结果就是10。
这两个例子告诉我们,函数如何去查找变量对象,是通过函数在定义时,赋给函数[[Scope]]属性的作用域链来一级一级往上找的,直到global作用域。而定义函数的环境叫做静态作用域,标示符的查找,程序的运行都离不开静态作用域的帮助。
以上就是js的运行的原理,利用作用域链和变量对象去查找标识符,用执行环境栈去管理个个函数直接的调用。

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