什么是JS的运行上下文?

执行上下文是JS代码执行时的环境,包含变量、函数和this指向。它分为全局和函数执行上下文,前者在脚本加载时创建,后者在函数调用时创建并入栈,形成执行栈。每个上下文有创建和执行两阶段:创建阶段确定this、提升变量、建立作用域链;执行阶段赋值变量并执行代码。全局上下文this指向window或global,函数上下文this取决于调用方式。通过作用域链,内层函数可访问外层变量,支持闭包机制。理解执行上下文有助于掌握作用域、闭包、this指向及调试优化。

什么是js的运行上下文?

JavaScript的运行上下文,简单来说,就是JS代码执行时所处的“环境”。它是一个抽象概念,包含了代码执行所需的一切信息,比如当前作用域内的变量、函数、

this

的指向等等。每次我们执行一段JS代码,无论是全局脚本还是函数调用,都会创建一个对应的运行上下文。

每次JavaScript引擎执行代码时,都会创建一个执行上下文。这就像给代码搭建了一个临时的“舞台”,上面摆放着所有演出所需的道具和演员。理解这个机制,对于我们前端开发者来说,简直是拨开迷雾见青天,很多看似玄妙的JS行为,比如作用域链、闭包、

this

的指向,都能找到清晰的解释。

执行上下文主要有两种:全局执行上下文(Global Execution Context, GEC)和函数执行上下文(Function Execution Context, FEC)。当浏览器加载JS文件时,首先会创建一个全局执行上下文,它就是最外层的舞台。所有不在任何函数内部的代码,都在这个全局上下文中运行。在这个环境中,

this

通常指向

window

对象(在浏览器中)或

global

对象(在Node.js中)。

而每当我们调用一个函数,JavaScript引擎就会为这个函数创建一个新的函数执行上下文,并将其推入执行栈(Call Stack)的顶部。这个新的上下文有自己的变量环境和

this

绑定。当函数执行完毕,它的上下文就会从栈中弹出,控制权回到前一个上下文。这个过程周而复始,构成了我们JS代码执行的动态流程。

每个执行上下文内部,都包含几个关键组件:

变量环境(Variable Environment)或称词法环境(Lexical Environment):这玩意儿是核心。它存储了在该上下文中定义的变量、函数声明以及函数参数。它又包含两部分:环境记录(Environment Record):实际存储变量和函数声明的地方。它知道

var

let

const

声明的变量,以及函数声明。对于

var

和函数声明,在上下文创建阶段就已经被“记录”下来了(这就是所谓的变量提升和函数提升)。而

let

const

则会进入一个“暂时性死区”(Temporal Dead Zone, TDZ),直到它们被实际声明的那一行代码执行到。外部环境引用(Outer Environment Reference):这是一个指针,指向它的父级词法环境。正是这个引用,构建起了作用域链,让内部函数可以访问外部函数的变量。

this

绑定(This Binding):明确当前上下文中

this

关键字指向谁。它的值完全取决于函数被调用的方式,这可是个老生常谈的痛点,也是理解执行上下文后能豁然开朗的关键。

可以说,执行上下文就是JS引擎在幕后默默为你搭建的舞台,它决定了你的代码能看到什么,能访问什么,以及“我”是谁(

this

)。

为什么理解执行上下文对前端开发者至关重要?

作为一名混迹前端多年的老兵,我深知很多初学者,甚至是一些有经验的开发者,在面对JavaScript中一些“奇怪”的行为时,常常感到困惑。比如,为什么这个

this

指向的不是我想要的?为什么我的变量在函数外面也能被访问,或者反过来,为什么它就访问不到?这些问题的根源,往往都指向对执行上下文理解的不足。

首先,它直接解释了作用域链和闭包的原理。当我们谈论作用域,我们其实在谈论的是变量环境的外部环境引用。一个函数在创建时,它的词法环境就已经确定了,这个环境包含了它定义时的父级作用域。即使外部函数执行完毕,其上下文被销毁,但如果内部函数(闭包)还存在,并且引用了外部作用域的变量,那么外部作用域的词法环境就不会被垃圾回收,而是继续被闭包“捕获”着。这正是闭包能够记住并访问其外部作用域变量的秘密。不理解这一点,你写闭包就只能靠“感觉”,而不是清晰的设计。

其次,它彻底揭示了

this

关键字的动态行为

this

在JavaScript里是个出了名的“多变郎君”。在全局上下文里,它通常是

window

;在普通函数调用里,它可能还是

window

(非严格模式下);但作为对象方法调用时,它又指向了那个对象;如果用

call

apply

bind

,那更是可以随意指定。这些“变脸”的背后,正是执行上下文在创建阶段进行

this

绑定的结果。当你清楚地知道当前代码运行在哪个上下文,以及这个上下文的

this

是如何被绑定的,那么

this

的指向就不再是谜团,而是一个可预测的机制。这对于编写健壮、可维护的面向对象JS代码至关重要。

再者,它能让你更有效地调试代码。当你在浏览器开发者工具中设置断点,你会发现Scope(作用域)面板会显示当前的Local(本地)变量和Closure(闭包)变量。这些正是当前执行上下文和其外部词法环境所包含的信息。理解执行上下文,能让你在调试时,清晰地知道当前作用域内有哪些变量可用,以及它们的值是什么,为什么某个变量没有被找到,或者为什么它的值不是你预期的。这大大提升了调试效率,让你从“大海捞针”变为“按图索骥”。

最后,从更深层次看,它帮助我们写出更优化的代码。虽然不是直接的性能优化点,但对执行上下文的理解,能让我们在设计模块、组织代码时,更清晰地思考变量的生命周期和作用域范围。比如,避免不必要的全局变量污染,合理利用闭包管理私有状态,这些都间接有助于减少内存占用,提高代码的健壮性和可维护性。

执行上下文的生命周期是怎样的?

一个执行上下文的生命周期可以大致分为两个主要阶段:创建阶段执行阶段。这两个阶段是JS引擎在幕后默默完成的,但理解它们对于我们理解JS的运行时行为至关重要。

1. 创建阶段(Creation Phase)

当JavaScript引擎准备执行一段代码(无论是整个脚本还是一个函数调用)时,它不会立刻执行,而是先进入一个“准备”阶段,即创建阶段。在这个阶段,执行上下文会被初始化,但代码还没有真正运行。这个阶段主要做了三件事:

确定

this

的绑定(This Binding):对于全局执行上下文,

this

会被绑定到全局对象(浏览器中是

window

,Node.js中是

global

)。对于函数执行上下文,

this

的绑定则复杂得多,它取决于函数是如何被调用的:是作为对象的方法调用?是普通函数调用?是使用

call

/

apply

/

bind

显式调用?还是通过

new

关键字构造函数?在这个阶段,

this

的值就已经被确定下来了。创建词法环境(Lexical Environment Component)环境记录(Environment Record):这是存储变量和函数声明的地方。对于

var

声明的变量和函数声明,它们会被“提升”(Hoisting)到当前上下文的顶部,并在此时被初始化。

var

变量会被初始化为

undefined

,函数声明则直接存储其函数定义。对于

let

const

声明的变量,它们也会被记录下来,但不会被初始化,而是进入“暂时性死区”(Temporal Dead Zone, TDZ)。这意味着在代码执行到它们声明的那一行之前,尝试访问它们会抛出

ReferenceError

外部环境引用(Outer Environment Reference):这个引用被设置指向创建当前上下文的那个词法环境。比如,一个函数在哪个作用域被定义,它的外部环境引用就指向那个作用域的词法环境。这构成了作用域链。创建变量环境(Variable Environment Component):在ES6之前,变量环境和词法环境基本是同一个概念。ES6引入

let

const

后,词法环境变得更精细,它现在包含了一个“环境记录”,可以区分

var

/函数声明和

let

/

const

声明。简单来说,变量环境是词法环境的一个子集,主要处理

var

和函数声明。但为了简化理解,通常可以把它们看作是负责管理变量和函数声明的那个部分。

2. 执行阶段(Execution Phase)

当创建阶段完成后,JavaScript引擎就开始逐行执行代码了。在这个阶段:

变量赋值:之前在创建阶段被初始化为

undefined

var

变量,现在会被赋予它们在代码中实际指定的值。

let

const

变量也会在它们声明的那一行被初始化并赋值。函数调用:当代码执行到函数调用时,一个新的函数执行上下文会被创建,并重复上述的创建阶段和执行阶段。这个新的上下文会被推入执行栈的顶部。代码逻辑:所有的表达式、语句都会被求值和执行。

当一个函数执行完毕(遇到

return

语句或执行到函数末尾),它的函数执行上下文就会从执行栈中弹出。如果这个上下文不再被任何闭包引用,那么它所占用的内存就会被垃圾回收机制回收。全局执行上下文则会一直存在,直到浏览器窗口关闭或Node.js进程退出。

全局执行上下文与函数执行上下文有什么不同,以及它们如何交互?

全局执行上下文(Global Execution Context, GEC)和函数执行上下文(Function Execution Context, FEC)是JavaScript中两种最基本的执行上下文类型,它们既有显著区别,又通过执行栈和作用域链紧密交互,共同构成了代码的运行时环境。

主要区别:

创建时机与数量GEC:当JavaScript代码首次加载到浏览器或Node.js环境中时,GEC就会被创建。一个JS程序在任何时刻都只有一个GEC,它是所有其他上下文的基石。FEC:每当一个函数被调用时,就会创建一个新的FEC。这意味着,一个程序中可以有任意数量的FEC,甚至同一个函数被调用多次,也会创建多个独立的FEC。

this

的绑定GEC:在浏览器环境中,GEC的

this

通常指向

window

对象。在Node.js环境中,它指向

global

对象。FEC:FEC的

this

绑定是动态的,它取决于函数被调用的方式。例如,作为对象方法调用时指向该对象;普通函数调用(非严格模式)时指向

window

/

global

;使用

call

/

apply

/

bind

时指向指定对象;使用

new

关键字时指向新创建的实例。

arguments

对象GEC:不包含

arguments

对象。FEC:每个FEC都会自动获得一个

arguments

对象,它是一个类数组对象,包含了函数被调用时传入的所有参数。作用域范围GEC:提供了最外层的全局作用域。在GEC中声明的变量和函数可以在程序的任何地方被访问(除非被同名局部变量遮蔽)。FEC:为函数创建了一个独立的局部作用域。在FEC中声明的变量和函数,默认只能在该函数内部访问,外部无法直接访问。

它们如何交互?

GEC和FEC之间的交互主要通过执行栈(Call Stack)作用域链(Scope Chain)来实现:

执行栈(Call Stack)的组织

GEC始终位于执行栈的最底部。它是JS程序的起点和终点。当一个函数被调用时,一个新的FEC被创建并推入执行栈的顶部。当这个函数执行完毕后,它的FEC会从栈中弹出,控制权回到栈中下一个(通常是调用它的)上下文。这种LIFO(后进先出)的机制,决定了代码的执行顺序。

let globalVar = 'I am global'; // 在GEC中

function outer() { // outer()的FEClet outerVar = ‘I am outer’;console.log(globalVar); // 访问GEC的变量

function inner() { // inner()的FEC    let innerVar = 'I am inner';    console.log(outerVar); // 访问outer()的变量    console.log(globalVar); // 访问GEC的变量}inner(); // 调用inner(),创建inner的FEC并推入栈

}

outer(); // 调用outer(),创建outer的FEC并推入栈// 整个脚本执行完毕,GEC从栈中弹出(浏览器关闭或进程结束)

在这个例子中,`outer`函数调用时,其FEC被推入栈,`inner`函数调用时,其FEC再被推入栈。当`inner`执行完弹出,`outer`执行完弹出,最后只剩下GEC。

作用域链(Scope Chain)的构建

每个执行上下文的词法环境都有一个

Outer Environment Reference

,指向它的父级词法环境。GEC的

Outer Environment Reference

通常为

null

,因为它没有外部作用域。FEC的

Outer Environment Reference

指向它被定义时所在的作用域的词法环境。通过这些引用,JavaScript引擎在查找变量时,会沿着这条链条一层一层地向外查找,直到找到变量或到达GEC。这就是作用域链,它决定了变量的可访问性。这种机制使得内层函数可以访问外层函数甚至全局作用域的变量,但外层函数无法直接访问内层函数的局部变量。

这种分层且相互关联的上下文机制,是JavaScript灵活而强大的基础。它允许我们组织模块化的代码,同时又能在需要时进行跨作用域的数据共享,比如通过闭包实现私有变量和模块模式。理解这些交互,是掌握JS高级特性和避免常见陷阱的关键。

以上就是什么是JS的运行上下文?的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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