【51CTO.com原創稿件】

前言

如果你是一名 JavaScript 開發者，或者想要成為一名 JavaScript 開發者，那么你必須知道 JavaScript 程序內部的執行機制。執行上下文和執行棧是 JavaScript 中關鍵概念之一，是 JavaScript 難點之一。 理解執行上下文和執行棧同樣有助于理解其他的 JavaScript 概念如提升機制、作用域和閉包等。本文盡可能用通俗易懂的方式來介紹這些概念。

一、執行上下文（Execution Context）

1.什么是執行上下文

簡而言之，執行上下文就是當前 JavaScript 代碼被解析和執行時所在環境的抽象概念， JavaScript 中運行任何的代碼都是在執行上下文中運行。

2.執行上下文的類型

執行上下文總共有三種類型：

• 全局執行上下文： 這是默認的、最基礎的執行上下文。不在任何函數中的代碼都位于全局執行上下文中。它做了兩件事：1. 創建一個全局對象，在瀏覽器中這個全局對象就是 window 對象。2. 將 this 指針指向這個全局對象。一個程序中只能存在一個全局執行上下文。

• 函數執行上下文： 每次調用函數時，都會為該函數創建一個新的執行上下文。每個函數都擁有自己的執行上下文，但是只有在函數被調用的時候才會被創建。一個程序中可以存在任意數量的函數執行上下文。每當一個新的執行上下文被創建，它都會按照特定的順序執行一系列步驟，具體過程將在本文后面討論。

• Eval 函數執行上下文： 運行在 eval 函數中的代碼也獲得了自己的執行上下文，但由于 Javascript 開發人員不常用 eval 函數，所以在這里不再討論。

二、執行上下文的生命周期

執行上下文的生命周期包括三個階段：創建階段→執行階段→回收階段，本文重點介紹創建階段。

1.創建階段

當函數被調用，但未執行任何其內部代碼之前，會做以下三件事：

• 創建變量對象：首先初始化函數的參數 arguments，提升函數聲明和變量聲明。下文會詳細說明。

• 創建作用域鏈（Scope Chain）：在執行期上下文的創建階段，作用域鏈是在變量對象之后創建的。作用域鏈本身包含變量對象。作用域鏈用于解析變量。當被要求解析變量時，JavaScript 始終從代碼嵌套的最內層開始，如果最內層沒有找到變量，就會跳轉到上一層父作用域中查找，直到找到該變量。

• 確定 this 指向：包括多種情況，下文會詳細說明。

在一段 JS 腳本執行之前，要先解析代碼（所以說 JS 是解釋執行的腳本語言），解析的時候會先創建一個全局執行上下文環境，先把代碼中即將執行的變量、函數聲明都拿出來。變量先暫時賦值為 undefined，函數則先聲明好可使用。這一步做完了，然后再開始正式執行程序。

另外，一個函數在執行之前，也會創建一個函數執行上下文環境，跟全局上下文差不多，不過函數執行上下文中會多出 this arguments 和函數的參數。

2.執行階段

執行變量賦值、代碼執行。

3.回收階段

執行上下文出棧等待虛擬機回收執行上下文。

三、變量提升和 this 指向的細節

1.變量聲明提升

大部分編程語言都是先聲明變量再使用，但在 JS 中，事情有些不一樣：

console.log(a)// undefined 
var a = 10 

上述代碼正常輸出undefined而不是報錯Uncaught ReferenceError: a is not defined，這是因為聲明提升（hoisting），相當于如下代碼：

var a; //聲明 默認值是undefined “準備工作” 
console.log(a); 
a=10; //賦值 

2.函數聲明提升

我們都知道，創建一個函數的方法有兩種，一種是通過函數聲明function foo(){} 另一種是通過函數表達式var foo = function(){} ,那這兩種在函數提升有什么區別呢？

console.log(f1) // function f1(){} 
function f1() {} // 函數聲明 
console.log(f2) // undefined 
var f2 = function() {} // 函數表達式 

接下來我們通過一個例子來說明這個問題：

function test() { 
  foo(); // Uncaught TypeError "foo is not a function" 
  bar(); // "this will run!" 
  var foo = function () { // function expression assigned to local variable 'foo' 
      alert("this won't run!"); 
  } 
  function bar() { // function declaration, given the name 'bar' 
      alert("this will run!"); 
  } 
} 
test(); 

在上面的例子中，foo()調用的時候報錯了，而bar能夠正常調用。

我們前面說過變量和函數都會上升，遇到函數表達式 var foo = function(){}時，首先會將var foo上升到函數體頂部，然而此時的foo的值為undefined,所以執行foo()報錯。

而對于函數bar(), 則是提升了整個函數，所以bar()才能夠順利執行。

有個細節必須注意：當遇到函數和變量同名且都會被提升的情況，函數聲明優先級比較高，因此變量聲明會被函數聲明所覆蓋，但是可以重新賦值。

alert(a);//輸出：function a(){ alert('我是函數') } 
function a(){ alert('我是函數') }// 
var a = '我是變量'; 
alert(a);   //輸出：'我是變量' 

function 聲明的優先級比 var 聲明高，也就意味著當兩個同名變量同時被 function 和 var 聲明時，function 聲明會覆蓋 var 聲明。

這代碼等效于：

function a(){alert('我是函數')}  
var a;   //hoisting 
alert(a);   //輸出：function a(){ alert('我是函數') } 
a = '我是變量';//賦值 
alert(a);   //輸出：'我是變量' 

***我們看個復雜點的例子：

function test(arg){ 
  // 1. 形參 arg 是 "hi" 
  // 2. 因為函數聲明比變量聲明優先級高，所以此時 arg 是 function 
  console.log(arg);   
  var arg = 'hello'; // 3.var arg 變量聲明被忽略， arg = 'hello'被執行 
  function arg(){ 
console.log('hello world')  
  } 
  console.log(arg);   
} 
test('hi'); 
/* 輸出： 
function a() { 
  console.log('fun'); 
  } 
hello  
*/ 

這是因為當函數執行的時候，首先會形成一個新的私有的作用域，然后依次按照如下的步驟執行：

• 如果有形參，先給形參賦值。

• 進行私有作用域中的預解釋，函數聲明優先級比變量聲明高，***后者會被前者所覆蓋，但是可以重新賦值。

• 私有作用域中的代碼從上到下執行。

3.確定this的指向

先搞明白一個很重要的概念 —— this 的值是在執行的時候才能確認，定義的時候不能確認！ 為什么呢 —— 因為 this 是執行上下文環境的一部分，而執行上下文需要在代碼執行之前確定，而不是定義的時候?？慈缦吕樱?/span>

// 情況1 
function foo() { 
console.log(this.a) //1 
} 
var a = 1 
foo() 
​ 
// 情況2 
function fn(){ 
console.log(this); 
} 
var obj={fn:fn}; 
obj.fn(); //this->obj 
​ 
// 情況3 
function CreateJsPerson(name,age){ 
//this是當前類的一個實例p1 
this.name=name; //=>p1.name=name 
this.age=age; //=>p1.age=age 
} 
var p1=new CreateJsPerson("尹華芝",48); 
​ 
// 情況4 
function add(c, d){ 
return this.a + this.b + c + d; 
} 
var o = {a:1, b:3}; 
add.call(o, 5, 7); // 1 + 3 + 5 + 7 = 16 
add.apply(o, [10, 20]); // 1 + 3 + 10 + 20 = 34 
​ 
// 情況5 
<button id="btn1">箭頭函數this</button> 
<script type="text/javascript">    
  let btn1 = document.getElementById('btn1'); 
  let obj = { 
      name: 'kobe', 
      age: 39, 
      getName: function () { 
          btn1.onclick = () => { 
              console.log(this);//obj 
          }; 
      } 
  }; 
  obj.getName(); 
</script> 

接下來我們逐一解釋上面幾種情況

• 對于直接調用 foo 來說，不管 foo 函數被放在了什么地方，this 一定是 window。

• 對于 obj.foo() 來說，我們只需要記住，誰調用了函數，誰就是 this，所以在這個場景下 foo 函數中的 this 就是 obj 對象。

• 在構造函數模式中，類中(函數體中)出現的 this.xxx=xxx 中的 this 是當前類的一個實例。

• call、apply和bind：this 是***個參數。

• 箭頭函數 this 指向：箭頭函數沒有自己的 this，看其外層的是否有函數，如果有，外層函數的this就是內部箭頭函數的 this，如果沒有，則 this 是 window。

四、執行上下文棧（Execution Context Stack）

函數多了，就有多個函數執行上下文，每次調用函數創建一個新的執行上下文，那如何管理創建的那么多執行上下文呢？

JavaScript 引擎創建了執行上下文棧來管理執行上下文。可以把執行上下文棧認為是一個存儲函數調用的棧結構，遵循先進后出的原則。

從上面的流程圖，我們需要記住幾個關鍵點：

• JavaScript 執行在單線程上，所有的代碼都是排隊執行。

• 一開始瀏覽器執行全局的代碼時，首先創建全局的執行上下文，壓入執行棧的頂部。

• 每當進入一個函數的執行就會創建函數的執行上下文，并且把它壓入執行棧的頂部。當前函數執行完成后，當前函數的執行上下文出棧，并等待垃圾回收。

• 瀏覽器的 JS 執行引擎總是訪問棧頂的執行上下文。

• 全局上下文只有唯一的一個，它在瀏覽器關閉時出棧。

我們再來看個例子：

var color = 'blue'; 
function changeColor() { 
  var anotherColor = 'red'; 
  function swapColors() { 
      var tempColor = anotherColor; 
      anotherColor = color; 
      color = tempColor; 
  } 
  swapColors(); 
} 
changeColor(); 

上述代碼運行按照如下步驟：

• 當上述代碼在瀏覽器中加載時，JavaScript 引擎會創建一個全局執行上下文并且將它推入當前的執行棧。

• 調用 changeColor 函數時，此時 changeColor 函數內部代碼還未執行，js 執行引擎立即創建一個 changeColor 的執行上下文（簡稱 EC），然后把這執行上下文壓入到執行棧（簡稱 ECStack）中。

• 執行 changeColor 函數過程中，調用 swapColors 函數，同樣地，swapColors 函數執行之前也創建了一個 swapColors 的執行上下文，并壓入到執行棧中。

• swapColors 函數執行完成，swapColors 函數的執行上下文出棧，并且被銷毀。

• changeColor 函數執行完成，changeColor 函數的執行上下文出棧，并且被銷毀。

參考文章

• 了解JavaScript的執行上下文

• 前端面試之道

• 深入理解javascript原型和閉包系列

• 【譯】理解 Javascript 執行上下文和執行棧

• 深入理解JavaScript中的作用域和上下文

• 前端基礎進階（二）：執行上下文詳細圖解

• 深入理解JS中聲明提升、作用域（鏈）和this關鍵字

 浪里行舟，慕課網認證作者，前端愛好者，立志往全棧工程師發展，從事前端一年多，目前技術棧有vue全家桶、ES6以及less等，樂于分享，最近一年寫了五六十篇原創技術文章，得到諸多好評！

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