擒贼先擒王，简单谈一下JavaScript作用域链（Scope Chain）

我们都知道一个执行上下文的数据（变量、函数声明和函数的形参）作为属性存储在变量对象中，同时我们也应该知道变量对象在每次进入上下文时创建并填入初始值，值的更新出现在代码执行阶段。那么咱们专门讨论与执行上下文直接相关的更多细节，这次我们将提及一个议题——作用域链。

英文原文：http://dmitrysoshnikov.com/ecmascript/chapter-4-scope-chain/
中文参考：http://www.denisdeng.com/?p=908
本文绝大部分内容来自上述地址，仅做少许修改，感谢作者
如有雷同，纯属抄袭，吼吼
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定义

如果要简要的描述并展示其重点，那么作用域链大多处与内部函数相关。

我们知道,ECMAScript允许创建内部函数，我们甚至能从父函数中返回这些函数。

var x = 10
function foo () {
    var y = 20
    function bar () {
        alert(x + y)
    }
    return bar
}

foo()() // 30
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这样，很明显每个上下文都拥有自己的变量对象：对于全局上下文，它是全局对象自身；对于函数，它是活动对象。

作用域链正是内部上下文所有变量对象（包括父变量对象）的列表，此链用来变量查询。即在上面的的例子中，“bar”上下文的作用域包括AO(foo)、AO(foo)和VO(global)

但是，让我们仔细讨论这个问题。

让我们从定义开始，并进一步的讨论示例。

作用域链与一个执行上下文相关，变量对象的链用于在标识符解析中变量查找

函数上下文的作用域链在函数调用时创建的，包含活动对象和这个函数内部的[scope]属性，下面我们详细讨论一个函数[scope]属性。

在上下文中示意如下：

activeExecutionContext = {
    VO: {...}, // or AO
    this: thisValue,
    Scope: [ // Scope chain
      // 所有变量对象的列表
      // for identifiers lookup
    ]
};
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其scope定义如下：

Scope = AO + [[Scope]]
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这种联合和标识符解释过程，我们下面讨论，与函数的声明周期有关。

函数的生命周期

函数的生命周期分为创建和激活阶段（调用时），让我们详细研究它

函数创建

众所周知，在进入上下文时函数声明放到变量/活动（VO/AO）对象中。让我们看看在全局上下文中的变量和函数声明（这里变量对象是全局对象自身，我们还记得，是吧？）

var x = 10;
 
function foo() {
  var y = 20;
  alert(x + y);
}
 
foo(); // 30
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在函数激活时，我们得到正确的（预期的）结果－－30。但是，有一个很重要的特点。

此前，我们仅仅谈到有关当前上下文的变量对象。这里，我们看到变量“y”在函数“foo”中定义（意味着它在foo上下文的AO中），但是变量“x”并未在“foo”上下文中定义，相应地，它也不会添加到“foo”的AO中。乍一看，变量“x”相对于函数“foo”根本就不存在；但正如我们在下面看到的——也仅仅是“一瞥”，我们发现，“foo”上下文的活动对象中仅包含一个属性－－“y”。

fooContext.AO = {
  y: undefined // undefined – 进入上下文的时候是20 – at activation
};
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函数“foo”如何访问到变量“x”？理论上函数应该能访问一个更高一层上下文的变量对象。实际上它正是这样，这种机制通过函数内部的[[scope]]属性来实现的，[[scope]]是所有父变量对象的层级链，处于当前函数上下文之上，在函数创建时存于其中。

注意这重要的一点 [[scope]]在函数创建时被存储 ，永远永远，直至函数被销毁，即：函数可以永远不调用，但[[scope]]属性已经写入，并储存在函数对象中。

另外一个需要考虑的是，与作用域链对比，[[scope]]是函数的一个属性而不是上下文。考虑到上面的例子，函数“foo”的[[scope]]如下：

foo.[[Scope]] = [
  globalContext.VO // === Global
];
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举例来说，我们用通常的ECMAScript 数组展现作用域和[[scope]]。 继而，我们知道在函数调用时进入上下文，这时候活动对象被创建，this和作用域（作用域链）被确定。让我们详细考虑这一时刻。

函数激活

正如在定义中说到的，进入上下文创建AO/VO之后，上下文的Scope属性（变量查找的一个作用域链）作如下定义：

Scope = AO|VO + [[Scope]]
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上面代码的意思是：活动对象是作用域数组的第一个对象，即添加到作用域的前端。

Scope = [AO].concat([[Scope]]);
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这个特点对于标示符解析的处理来说很重要

标示符解析是一个处理过程，用来确定一个变量（或函数声明）属于哪个变量对象。

这个算法的返回值中，我们总有一个引用类型，它的base组件是相应的变量对象（或若未找到则为null）,属性名组件是向上查找的标示符的名称。标识符解析过程包含与变量名对应属性的查找，即作用域中变量对象的连续查找，从最深的上下文开始，绕过作用域链直到最上层。这样一来，在向上查找中，一个上下文中的局部变量较之于父作用域的变量拥有较高的优先级。万一两个变量有相同的名称但来自不同的作用域，那么第一个被发现的是在最深作用域中.

我们用一个稍微复杂的例子描述上面讲到的这些。

var x = 10;
 
function foo() {
  var y = 20;
 
  function bar() {
    var z = 30;
    alert(x +  y + z);
  }
 
  bar();
}
 
foo(); // 60
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对此，我们有如下的变量/活动对象，函数的的[[scope]]属性以及上下文的作用域链： 全局上下文的变量对象是：

globalContext.VO === Global = {
  x: 10
  foo: <reference to function>
};
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在“foo”创建时，“foo”的[[scope]]属性是：

foo.[[Scope]] = [
  globalContext.VO
];
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在“foo”激活时（进入上下文），“foo”上下文的活动对象是：

fooContext.AO = {
  y: 20,
  bar: <reference to function>
};
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“foo”上下文的作用域链为：

fooContext.Scope = fooContext.AO + foo.[[Scope]] // i.e.:
 
fooContext.Scope = [
  fooContext.AO,
  globalContext.VO
];
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内部函数“bar”创建时，其[[scope]]为：

bar.[[Scope]] = [
  fooContext.AO,
  globalContext.VO
];
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在“bar”激活时，“bar”上下文的活动对象为：

barContext.AO = {
  z: 30
};
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“bar”上下文的作用域链为：

barContext.Scope = [
  barContext.AO,
  fooContext.AO,
  globalContext.VO
];
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对“x”、“y”、“z”的标识符解析如下：

- "x"
-- barContext.AO // not found
-- fooContext.AO // not found
-- globalContext.VO // found - 10

- "y"
-- barContext.AO // not found
-- fooContext.AO // found - 20

- "z"
-- barContext.AO // found - 30
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作用域特征

闭包

在ECMAScript中，闭包与函数的[[scope]]直接相关，正如我们提到的那样，[[scope]]在函数创建时被存储，与函数共存亡。实际上，闭包是函数代码和其[[scope]]的结合。因此，作为其对象之一，[[Scope]]包括在函数内创建的词法作用域（父变量对象）。当函数进一步激活时，在变量对象的这个词法链（静态的存储于创建时）中，来自较高作用域的变量将被搜寻。

var x = 10;
 
function foo() {
  alert(x);
}
 
(function () {
  var x = 20;
  foo(); // 10, but not 20
})();
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我们再次看到，在标识符解析过程中，使用函数创建时定义的词法作用域－－变量解析为10，而不是30。此外，这个例子也清晰的表明，一个函数（这个例子中为从函数“foo”返回的匿名函数）的[[scope]]持续存在，即使是在函数创建的作用域已经完成之后。

通过构造函数创建的函数的[[scope]]

在上面的例子中，我们看到，在函数创建时获得函数的[[scope]]属性，通过该属性访问到所有父上下文的变量。但是，这个规则有一个重要的例外，它涉及到通过函数构造函数创建的函数。

var x = 10;
 
function foo() {
 
  var y = 20;
 
  function barFD() { // 函数声明
    alert(x);
    alert(y);
  }
 
  var barFE = function () { // 函数表达式
    alert(x);
    alert(y);
  };
 
  var barFn = Function('alert(x); alert(y);');
 
  barFD(); // 10, 20
  barFE(); // 10, 20
  barFn(); // 10, "y" is not defined
 
}
 
foo();
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我们看到，通过函数构造函数（Function constructor）创建的函数“bar”，是不能访问变量“y”的。但这并不意味着函数“barFn”没有[[scope]]属性（否则它不能访问到变量“x”）。问题在于通过函构造函数创建的函数的[[scope]]属性总是唯一的全局对象。考虑到这一点，如通过这种函数创建除全局之外的最上层的上下文闭包是不可能的。

二维作用域链查找

在作用域链中查找最重要的一点是变量对象的属性（如果有的话）须考虑其中－－源于ECMAScript 的原型特性。如果一个属性在对象中没有直接找到，查询将在原型链中继续。即常说的二维链查找。（1）作用域链环节；（2）每个作用域链－－深入到原型链环节。如果在Object.prototype 中定义了属性，我们能看到这种效果。

function foo() {
  alert(x);
}
 
Object.prototype.x = 10;
 
foo(); // 10
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活动对象没有原型，我们可以在下面的例子中看到：

function foo() {
 
  var x = 20;
 
  function bar() {
    alert(x);
  }
 
  bar();
}
 
Object.prototype.x = 10;
 
foo(); // 20
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全局和eval上下文中的作用域链

这里不一定很有趣，但必须要提示一下。全局上下文的作用域链仅包含全局对象。代码eval的上下文与当前的调用上下文（calling context）拥有同样的作用域链。

globalContext.Scope = [
  Global
];
 
evalContext.Scope === callingContext.Scope;
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代码执行时对作用域链的影响

在ECMAScript 中，在代码执行阶段有两个声明能修改作用域链。这就是with声明和catch语句。它们添加到作用域链的最前端，对象须在这些声明中出现的标识符中查找。如果发生其中的一个，作用域链简要的作如下修改：

Scope = withObject|catchObject + AO|VO + [[Scope]]
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在这个例子中添加对象，对象是它的参数（这样，没有前缀，这个对象的属性变得可以访问）。

var foo = {x: 10, y: 20};
 
with (foo) {
  alert(x); // 10
  alert(y); // 20
}
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作用域链修改成这样：

Scope = foo + AO|VO + [[Scope]]
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我们再次看到，通过with语句，对象中标识符的解析添加到作用域链的最前端：

var x = 10, y = 10;
 
with ({x: 20}) {
 
  var x = 30, y = 30;
 
  alert(x); // 30
  alert(y); // 30
}
 
alert(x); // 10
alert(y); // 30
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在进入上下文时发生了什么？标识符“x”和“y”已被添加到变量对象中。此外，在代码运行阶段作如下修改：

• x = 10, y = 10;
• 对象{x:20}添加到作用域的前端;
• 在with内部，遇到了var声明，当然什么也没创建，因为在进入上下文时，所有变量已被解析添加;
• 在第二步中，仅修改变量“x”，实际上对象中的“x”现在被解析，并添加到作用域链的最前端，“x”为20，变为30;
• 同样也有变量对象“y”的修改，被解析后其值也相应的由10变为30;
• 此外，在with声明完成后，它的特定对象从作用域链中移除（已改变的变量“x”－－30也从那个对象中移除），即作用域链的结构恢复到with得到加强以前的状态。
• 在最后两个alert中，当前变量对象的“x”保持同一，“y”的值现在等于30，在with声明运行中已发生改变

同样，catch语句的异常参数变得可以访问，它创建了只有一个属性的新对象－－异常参数名。图示看起来像这样：

try {
  ...
} catch (ex) {
  alert(ex);
}
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作用域链修改为：

var catchObject = {
  ex: <exception object>
};
 
Scope = catchObject + AO|VO + [[Scope]]
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