JS引擎线程的执行过程的三个阶段(一)
浏览器首先按顺序加载由<script>标签分割的js代码块,加载js代码块完毕后,立刻进入以下三个阶段,然后再按顺序查找下一个代码块,再继续执行以下三个阶段,无论是外部脚本文件(不异步加载)还是内部脚本代码块,都是一样的原理,并且都在同一个全局作用域中。
JS引擎线程的执行过程的三个阶段:
- 语法分析
- 预编译阶段
- 执行阶段
一. 语法分析
分析该js脚本代码块的语法是否正确,如果出现不正确,则向外抛出一个语法错误(SyntaxError),停止该js代码块的执行,然后继续查找并加载下一个代码块;如果语法正确,则进入预编译阶段。
下面阶段的代码执行不会再进行语法校验,语法分析在代码块加载完毕时统一检验语法。
二. 预编译阶段
1. js的运行环境
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全局环境(JS代码加载完毕后,进入代码预编译即进入全局环境)
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函数环境(函数调用执行时,进入该函数环境,不同的函数则函数环境不同)
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eval(不建议使用,会有安全,性能等问题)
每进入一个不同的运行环境都会创建一个相应的执行上下文(Execution Context),那么在一段JS程序中一般都会创建多个执行上下文,js引擎会以栈的方式对这些执行上下文进行处理,形成函数调用栈(call stack),栈底永远是全局执行上下文(Global Execution Context),栈顶则永远是当前执行上下文。
2. 函数调用栈/执行栈
调用栈,也叫执行栈,具有LIFO(后进先出)结构,用于存储在代码执行期间创建的所有执行上下文。
首次运行JS代码时,会创建一个全局执行上下文并Push到当前的执行栈中。每当发生函数调用,引擎都会为该函数创建一个新的函数执行上下文并Push到当前执行栈的栈顶。
当栈顶函数运行完成后,其对应的函数执行上下文将会从执行栈中Pop出,上下文控制权将移到当前执行栈的下一个执行上下文。
var a = 'Hello World!'; function first() { console.log('Inside first function'); second(); console.log('Again inside first function'); } function second() { console.log('Inside second function'); } first(); console.log('Inside Global Execution Context'); // Inside first function // Inside second function // Again inside first function // Inside Global Execution Context
3. 执行上下文的创建
执行上下文可理解为当前的执行环境,与该运行环境相对应,具体分类如上面所说分为全局执行上下文和函数执行上下文。创建执行上下文的三部曲:
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创建变量对象(Variable Object)
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建立作用域链(Scope Chain)
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确定this的指向
3.1 创建变量对象
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创建arguments对象:检查当前上下文中的参数,建立该对象的属性与属性值,仅在函数环境(非箭头函数)中进行,全局环境没有此过程
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检查当前上下文的函数声明:按代码顺序查找,将找到的函数提前声明,如果当前上下文的变量对象没有该函数名属性,则在该变量对象以函数名建立一个属性,属性值则为指向该函数所在堆内存地址的引用,如果存在,则会被新的引用覆盖。
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检查当前上下文的变量声明:按代码顺序查找,将找到的变量提前声明,如果当前上下文的变量对象没有该变量名属性,则在该变量对象以变量名建立一个属性,属性值为undefined;如果存在,则忽略该变量声明
函数声明提前和变量声明提升是在创建变量对象中进行的,且函数声明优先级高于变量声明。具体是如何函数和变量声明提前的可以看后面。
创建变量对象发生在预编译阶段,但尚未进入执行阶段,该变量对象都是不能访问的,因为此时的变量对象中的变量属性尚未赋值,值仍为undefined,只有进入执行阶段,变量对象中的变量属性进行赋值后,变量对象(Variable Object)转为活动对象(Active Object)后,才能进行访问,这个过程就是VO –> AO过程。
3.2 建立作用域链
通俗理解,作用域链由当前执行环境的变量对象(未进入执行阶段前)与上层环境的一系列活动对象组成,它保证了当前执行环境对符合访问权限的变量和函数的有序访问。
可以通过一个例子简单理解:
var num = 30; function test() { var a = 10; function innerTest() { var b = 20; return a + b } innerTest() } test()
在上面的例子中,当执行到调用innerTest函数,进入innerTest函数环境。全局执行上下文和test函数执行上下文已进入执行阶段,innerTest函数执行上下文在预编译阶段创建变量对象,所以他们的活动对象和变量对象分别是AO(global),AO(test)和VO(innerTest),而innerTest的作用域链由当前执行环境的变量对象(未进入执行阶段前)与上层环境的一系列活动对象组成,如下:
innerTestEC = { //变量对象 VO: {b: undefined}, //作用域链 scopeChain: [VO(innerTest), AO(test), AO(global)], //this指向 this: window }
深入理解的话,创建作用域链,也就是创建词法环境,而词法环境有两个组成部分:
- 环境记录:存储变量和函数声明的实际位置
- 对外部环境的引用:可以访问其外部词法环境
词法环境类型伪代码如下:
// 第一种类型: 全局环境 GlobalExectionContext = { // 全局执行上下文 LexicalEnvironment: { // 词法环境 EnvironmentRecord: { // 环境记录 Type: "Object", // 全局环境 // 标识符绑定在这里 outer: <null> // 对外部环境的引用 } } // 第二种类型: 函数环境 FunctionExectionContext = { // 函数执行上下文 LexicalEnvironment: { // 词法环境 EnvironmentRecord: { // 环境记录 Type: "Declarative", // 函数环境 // 标识符绑定在这里 // 对外部环境的引用 outer: <Global or outer function environment reference> } }
在创建变量对象,也就是创建变量环境,而变量环境也是一个词法环境。在 ES6 中,词法 环境和 变量 环境的区别在于前者用于存储函数声明和变量( let
和 const
)绑定,而后者仅用于存储变量( var
)绑定。
如例子:
let a = 20; const b = 30; var c; function multiply(e, f) { var g = 20; return e * f * g; } c = multiply(20, 30);
执行上下文如下所示
GlobalExectionContext = { ThisBinding: <Global Object>, LexicalEnvironment: { EnvironmentRecord: { Type: "Object", // 标识符绑定在这里 a: < uninitialized >, b: < uninitialized >, multiply: < func > } outer: <null> }, VariableEnvironment: { EnvironmentRecord: { Type: "Object", // 标识符绑定在这里 c: undefined, } outer: <null> } } FunctionExectionContext = { ThisBinding: <Global Object>, LexicalEnvironment: { EnvironmentRecord: { Type: "Declarative", // 标识符绑定在这里 Arguments: {0: 20, 1: 30, length: 2}, }, outer: <GlobalLexicalEnvironment> }, VariableEnvironment: { EnvironmentRecord: { Type: "Declarative", // 标识符绑定在这里 g: undefined }, outer: <GlobalLexicalEnvironment> } }
变量提升的具体原因:在创建阶段,函数声明存储在环境中,而变量会被设置为 undefined
(在 var
的情况下)或保持未初始化(在 let
和 const
的情况下)。所以这就是为什么可以在声明之前访问 var
定义的变量(尽管是 undefined
),但如果在声明之前访问 let
和 const
定义的变量就会提示引用错误的原因。此时let 和 const处于未初始化状态不能使用,只有进入执行阶段,变量对象中的变量属性进行赋值后,变量对象(Variable Object)转为活动对象(Active Object)后,let
和const
才能进行访问。
关于函数声明和变量声明,这篇文章讲的很好:https://github.com/yygmind/blog/issues/13
另外关于闭包的理解,如例子:
function foo() { var num = 20; function bar() { var result = num + 20; return result } bar() } foo()
浏览器分析如下:
chrome浏览器理解闭包是foo,那么按浏览器的标准是如何定义闭包的,总结为三点:
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在函数内部定义新函数
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新函数访问外层函数的局部变量,即访问外层函数环境的活动对象属性
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新函数执行,创建新的函数执行上下文,外层函数即为闭包
3.3 this指向
比较复杂,后面专门弄一篇文章来整理。
文章参考:
https://github.com/yygmind/blog/issues/12
https://heyingye.github.io/2018/03/19/js引擎的执行过程(一)
https://heyingye.github.io/2018/03/26/js引擎的执行过程(二)
https://github.com/yygmind/blog