【进阶1-1期】理解JavaScript 中的执行上下文和执行栈

本期的主题是 调用堆栈 ，本计划一共28期， 每期重点攻克一个面试重难点 ，如果你还不了解本进阶计划，文末点击查看全部文章。

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执行上下文是当前 JavaScript 代码被解析和执行时所在环境的抽象概念。

执行上下文的类型

执行上下文总共有三种类型

• 全局执行上下文：只有一个，浏览器中的全局对象就是 window 对象， this 指向这个全局对象。

• 函数执行上下文：存在无数个，只有在函数被调用的时候才会被创建，每次调用函数都会创建一个新的执行上下文。

• Eval 函数执行上下文： 指的是运行在 eval 函数中的代码，很少用而且不建议使用。

执行栈

执行栈，也叫调用栈，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。

根据执行栈LIFO规则，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。

执行上下文的创建

执行上下文分两个阶段创建： 1）创建阶段； 2）执行阶段

创建阶段

• 1、确定 this 的值，也被称为 This Binding 。

• 2、 LexicalEnvironment（词法环境） 组件被创建。

• 3、 VariableEnvironment（变量环境） 组件被创建。

直接看伪代码可能更加直观

ExecutionContext = {  
  ThisBinding = <this value>,     // 确定this 
  LexicalEnvironment = { ... },   // 词法环境
  VariableEnvironment = { ... },  // 变量环境
}
复制代码

This Binding

• 全局执行上下文中， this 的值指向全局对象，在浏览器中 this 的值指向 window 对象，而在 nodejs 中指向这个文件的 module 对象。

• 函数执行上下文中， this 的值取决于函数的调用方式。具体有：默认绑定、隐式绑定、显式绑定（硬绑定）、 new 绑定、箭头函数，具体内容会在【this全面解析】部分详解。

词法环境（Lexical Environment）

词法环境有两个 组成部分

• 1、 环境记录 ：存储变量和函数声明的实际位置

• 2、 对外部环境的引用 ：可以访问其外部词法环境

词法环境有两种 类型

• 1、 全局环境 ：是一个没有外部环境的词法环境，其外部环境引用为 null 。拥有一个全局对象（window 对象）及其关联的方法和属性（例如数组方法）以及任何用户自定义的全局变量， this 的值指向这个全局对象。

• 2、 函数环境 ：用户在函数中定义的变量被存储在 环境记录 中，包含了 arguments 对象。对外部环境的引用可以是全局环境，也可以是包含内部函数的外部函数环境。

直接看伪代码可能更加直观

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
  }  
}

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>  
  }  
}
复制代码

变量环境

变量环境也是一个词法环境，因此它具有上面定义的词法环境的所有属性。

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。

使用例子进行介绍

let a = 20;  
const b = 30;  
var c;

function multiply(e, f) {  
 var g = 20;  
 return e * f * g;  
}

c = multiply(20, 30);
复制代码

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>  
  }  
}
复制代码

变量提升的原因：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。这就是所谓的变量提升。

执行阶段

此阶段，完成对所有变量的分配，最后执行代码。

如果 Javascript 引擎在源代码中声明的实际位置找不到 let 变量的值，那么将为其分配 undefined 值。

参考

理解 Javascript 执行上下文和执行栈

进阶系列目录

• 【进阶1期】 调用堆栈
• 【进阶2期】 作用域闭包
• 【进阶3期】 this全面解析
• 【进阶4期】 深浅拷贝原理
• 【进阶5期】 原型Prototype
• 【进阶6期】 高阶函数
• 【进阶7期】 事件机制
• 【进阶8期】 Event Loop原理
• 【进阶9期】 Promise原理
• 【进阶10期】Async/Await原理
• 【进阶11期】防抖/节流原理
• 【进阶12期】模块化详解
• 【进阶13期】ES6重难点
• 【进阶14期】计算机网络概述
• 【进阶15期】浏览器渲染原理
• 【进阶16期】webpack配置
• 【进阶17期】webpack原理
• 【进阶18期】前端监控
• 【进阶19期】跨域和安全
• 【进阶20期】性能优化
• 【进阶21期】VirtualDom原理
• 【进阶22期】Diff算法
• 【进阶23期】MVVM双向绑定
• 【进阶24期】Vuex原理
• 【进阶25期】Redux原理
• 【进阶26期】路由原理
• 【进阶27期】VueRouter源码解析
• 【进阶28期】ReactRouter源码解析

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