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一文详解JavaScript中执行上下文与执行栈（图文结合）

一文详解JavaScript中执行上下文与执行栈（图文结合）

对于我们前端开发者来说理解JS程序内部执行机制是必要的，其中一个关键概念就是Js的执行上下文和执行栈。执行上下文是JS语言较为底层的知识，学习掌握有助于我们更深入的把握JS这门语言的本质，也有助于理解作用域、闭包、变量提升等相关知识。

1 何为执行上下文

代码执行前，浏览器的Js引擎先会创建代码执行的环境来处理此Js代码的转换和执行，代码的执行环境称为执行上下文。

执行上下文是一个抽象概念，包含当前正在运行的代码以及帮助其执行的所有内容。

2 分类

执行上下文主要分为三类：

  • 全局执行上下文 —— 全局代码所处的环境，不在函数内部代码都在全局执行。
  • 函数执行上下文 —— 在函数调用时创建的上下文。
  • Eval执行上下文 —— 运行在Eval函数中代码时创建的环境，Eval由于性能问题在我们平时开发中很少用到，所有这里我们不在讨论。

接下来我们重点来讲全局上下文和函数上下文。

2.1 全局执行上下文

当我们的JS文件跑起来之后，首先创建的就是全局执行上下文。

当我们的文件里没有一行代码时，全局执行上下文中比较干净，只有两个东西。

  • 全局对象（浏览器里是Window，Node环境下是Global）
  • this变量（指向的还是全局对象）

这时候如果我们在文件里写点东西，比如我写如下代码：

var name = '小明'
var age = 18
function showName(){
  return {
      name : name,
      age : age
  }
}

全局执行上下文就会立刻变成这个样子：

1.png

上图可以看到，我们明明给name和age赋值了，咋还会显示undefined呢？这是因为执行上下文分为两部分，创建阶段和执行阶段。

  • 创建阶段 —— 执行上下文的初始化状态，做一些准备工作
  • 执行阶段 —— 代码一行一行执行

以上就是创建阶段的全局上下文概况，在创建阶段JS引擎将会做以下几件事：

  • 将window作为全局执行上下文对象
  • 创建this,this指向window
  • 给变量和函数安排内存空间
  • 变量赋值undefined，函数声明放入内存
  • 放入作用域链

接下来才会进入了全局执行上下文的执行阶段，也就是赋值阶段，如下图：

2.png

需要注意的是执行上下文执行阶段是一行一行执行的，如下图所示：

3.png

2.2 函数执行上下文

理解完全局执行上下文，函数执行上下文也我们只需要关注它与全局上下文之间的不同即可，两者之间不同主要表现在以下三个方面：

  • 创建时机：全局执行上下文在执行JS文件之前就被创建，而函数执行上下文则是在函数调用时创建。
  • 创建频率：全局上下文在代码刚开始被执行前创建一次，而函数执行上下文由脚本里函数调用次数决定，可以创建无数次。
  • 创建内容：全局执行上下文将window作为全局对象，而是函数执行上下文则是创建参数对象arguments;创建的this也不会指向全局对象，而是取决于函数是如何调用的。

我们通过下面这个例子来看函数上下文不同阶段的表现：

var name = '小明'
var age = 18
function showName(){
  return {
      name : name,
      age : age
  }
}

// 调用该函数
showName()

当我们调用showName函数时，就会进入到函数执行上下文的创建阶段，函数执行上下文的场景如下：

4.png

接着就会进入到执行阶段，这个阶段函数内代码才会一行一行执行，这个例子中，因为没有涉及到变量的修改，因此函数上下文的内容保持不变，执行完毕后，函数上下文的生命周期就结束了。

当我们调用showName函数时，在浏览器中运行状况：

5.png

3 执行栈

我们看到当函数执行完后，其对应的执行上下文也随之消失了。这个消失的过程，我们叫它出栈——在JS代码执行过程中，JS引擎会为我们创建“执行上下文栈”。

在全局代码执行前，JS引擎为了管理执行上下文，确保程序的执行顺序。JS引擎会创建一个栈来管理所有的所有的执行上下文对象。

因为函数上下文可能会存在多个，我们不可能保留所有的上下文。当一个函数执行完毕，其对应的上下文必须让出之前所占用的资源。因此上下文的建立和销毁，就对应了一个” 入栈 “和” 出栈 “的操作。

当我们调用一个函数的时候，就会把它的上下文推入调用栈里，执行完毕后出栈，随后再为新的函数进行入栈操作。

我们通过一个例子来看一下这个过程：

function testA(){
  console.log('执行第一个测试函数的逻辑');
  testB();
  console.log('再次执行第一个测试函数的逻辑');
}

function testB(){
  console.log('执行第二个测试函数的逻辑');
}

testA()

1、执行之前，全局上下文创建：

6.png

2、testA调用，testA对应函数上下文创建：

7.png

3、testB调用，testB对应函数上下文创建：

8.png

4、testB执行完毕，对应上下文出栈，剩下testA和全局执行上下文：

9.png

5、testA执行完毕，对应执行上下文出栈，此时只剩下全局上下文：

10.png

在这整个过程里，调用栈的变化示意如下：

11.png

4 总结

  • 执行上下文是什么：代码执行前，Js引擎会创建代码的执行环境，代码的执行环境称作执行上下文，包含当前正在运行的代码以及帮助其执行的所有内容。

  • 全局执行上下文：（1）将window作为全局执行上下文对象（2）创建this，this 指向window（3）给变量和函数安排内存空间（4）变量赋值undefined，函数声明放入内存（5）放入作用域链

  • 全局与函数执行上下文不同：（1）全局：在文件执行前创建；函数：在函数调用时创建（2）全局：只创建一次；函数：调用几次创建几次（3）将window作为全局对象；函数：创建参数对象arguments，this指向调用者

  • 执行栈：管理所有的执行上下文对象

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