JavaScript学习--Item19 执行上下文execution context

在这篇文章里，我将深入研究JavaScript中最基本的部份——履行上下文（execution context）。读完本文后，你应当清楚了解释器做了甚么，为何函数和变量能在声明前使用和他们的值是如何决定的。

1、EC—履行环境或履行上下文

每当控制器到达ECMAScript可履行代码的时候，控制器就进入了1个履行上下文（好高大上的概念啊）。

javascript中，EC分为3种：

全局级别的代码 –– 这个是默许的代码运行环境，1旦代码被载入，引擎最早进入的就是这个环境。
函数级别的代码 ––当履行1个函数时，运行函数体中的代码。
Eval的代码 –– 在Eval函数内运行的代码。

EC建立分为两个阶段：进入履行上下文（创建阶段）和履行阶段（激活/履行代码）。

进入上下文阶段：产生在函数调用时，但是在履行具体代码之前（比如，对函数参数进行具体化之前）
- 创建作用域链（Scope Chain）
- 创建变量，函数和参数。
- 求”this“的值。
履行代码阶段：
- 变量赋值
- 函数援用
- 解释/履行其他代码。

我们可以将EC看作是1个对象。

EC={
    VO:{/* 函数中的arguments对象,参数,内部的变量和函数声明 */},this:{},Scope:{ /* VO和所有父履行上下文中的VO */}
}

现在让我们看1个包括全局和函数上下文的代码例子：

这里写图片描述

很简单的例子，我们有1个被紫色边框圈起来的全局上下文和3个分别被绿色，蓝色和橘色框起来的不同函数上下文。只有全局上下文（的变量）能被其他任何上下文访问。

你可以有任意多个函数上下文，每次调用函数创建1个新的上下文，会创建1个私有作用域，函数内部声明的任何变量都不能在当前函数作用域外部直接访问。在上面的例子中，函数能访问当前上下文外面的变量声明，但在外部上下文不能访问内部的变量/函数声明。为何会产生这类情况？代码究竟是如何被解释的？

2、ECS—履行上下文栈

1系列活动的履行上下文从逻辑上构成1个栈。栈底总是全局上下文，栈顶是当前（活动的）履行上下文。当在不同的履行上下文间切换（退出的而进入新的履行上下文）的时候，栈会被修改（通过压栈或退栈的情势）。

压栈：全局EC—>局部EC1—>局部EC2—>当前EC
出栈：全局EC<—局部EC1<—局部EC2<—当前EC

我们可以用数组的情势来表示环境栈:

ECS=[局部EC,全局EC];

每次控制器进入1个函数（哪怕该函数被递归调用或作为构造器），都会产生压栈的操作。进程类似javascript数组的push和pop操作。

阅读器里的JavaScript解释器被实现为单线程。这意味着同1时间只能产生1件事情，其他的行文或事件将会被放在叫做履行栈里面排队。下面的图是单线程栈的抽象视图：

这里写图片描述

我们已知道，当阅读器首次载入你的脚本，它将默许进入全局履行上下文。如果，你在你的全局代码中调用1个函数，你程序的时序将进入被调用的函数，并穿件1个新的履行上下文，并将新创建的上下文压入履行栈的顶部。

如果你调用当前函数内部的其他函数，相同的事情会在此上演。代码的履行流程进入内部函数，创建1个新的履行上下文并把它压入履行栈的顶部。阅读器将总会履行栈顶的履行上下文，1旦当前上下文函数履行结束，它将被从栈顶弹出，并将上下文控制权交给当前的栈。下面的例子显示递归函数的履行栈调用进程：

(function foo(i) {
    if (i === 3) {
        return;
    }
    else {
        foo(++i);
    }
}(0));

这里写图片描述

这代码调用自己3次，每次给i的值加1。每次foo函数被调用，将创建1个新的履行上下文。1旦上下文履行终了，它将被从栈顶弹出，并将控制权返回给下面的上下文，直到只剩全局上下文能为止。

有5个需要记住的关键点，关于履行栈（调用栈）：

单线程。
同步履行。
1个全局上下文。
无穷制函数上下文。
每次函数被调用创建新的履行上下文，包括调用自己。

3、VO—变量对象

每个EC都对应1个变量对象VO，在该EC中定义的所有变量和函数都寄存在其对应的VO中。

VO分为全局上下文VO（全局对象，Global object，我们通常说的global对象）和函数上下文的AO。

VO: {
  // 上下文中的数据 ( 函数形参（function arguments）， 函数声明（FD),变量声明（var）)
}

1. 进入履行上下文时，VO的初始化进程具体以下：

函数的形参（当进入函数履行上下文时）—— 变量对象的1个属性，其属性名就是形参的名字，其值就是实参的值；对没有传递的参数，其值为undefined；

函数声明（FunctionDeclaration,FD） —— 变量对象的1个属性，其属性名和值都是函数对象创建出来的；如果变量对象已包括了相同名字的属性，则替换它的值；

变量声明（var，VariableDeclaration） —— 变量对象的1个属性，其属性名即为变量名，其值为undefined;如果变量名和已声明的函数名或函数的参数名相同，则不会影响已存在的属性。
注意：该进程是有前后顺序的。

2. 履行代码阶段时，VO中的1些属性undefined值将会肯定。

4、AO活动对象

在函数的履行上下文中，VO是不能直接访问的。它主要扮演被称作活跃对象（activation object）（简称：AO）的角色。
这句话怎样理解呢，就是当EC环境为函数时，我们访问的是AO，而不是VO。

VO(functionContext) === AO;

AO是在进入函数的履行上下文时创建的，并为该对象初始化1个arguments属性，该属性的值为Arguments对象。

AO = {
  arguments: {
    callee:,length:,properties-indexes: //函数传参参数值
  }
};

FD的情势只能是以下这样：

function f(){

}

当函数被调用是executionContextObj被创建，但在实际函数履行之前。这是我们上面提到的第1阶段，创建阶段。在此阶段，解释器扫描传递给函数的参数或arguments，本地函数声明和本地变量声明，并创建executionContextObj对象。扫描的结果将完成变量对象的创建。

内部的履行顺序以下：

1、查找调用函数的代码。

2、履行函数代码之前，先创建履行上下文。
3、进入创建阶段：

初始化作用域链：
创建变量对象：
创建arguments对象，检查上下文，初始化参数名称和值并创建援用的复制。
扫描上下文的函数声明：为发现的每个函数，在变量对象上创建1个属性（确切的说是函数的名字），其有1个指向函数在内存中的援用。如果函数的名字已存在，援用指针将被重写。
扫面上下文的变量声明：为发现的每一个变量声明，在变量对象上创建1个属性——就是变量的名字，并且将变量的值初始化为undefined，如果变量的名字已在变量对象里存在，将不会进行任何操作并继续扫描。
求出上下文内部“this”的值。

4、激活/代码履行阶段：
在当前上下文上运行/解释函数代码，并随着代码1行行履行指派变量的值。

示例

1、具体实例

function foo(i) {
    var a = ‘hello‘;
    var b = function privateB() {

    };
    function c() {

    }
}

foo(22);

当调用foo(22)时，创建状态像下面这样：

fooExecutionContext = {
    scopeChain: { ... },variableObject: {
        arguments: {
            0: 22,length: 1
        },i: 22,c: pointer to function c()
        a: undefined,b: undefined
    },this: { ... }
}

真如你看到的，创建状态负责处理定义属性的名字，不为他们指派具体的值，和形参/实参的处理。1旦创建阶段完成，履行流进入函数并且激活/代码履行阶段，看下函数履行完成后的模样：

fooExecutionContext = {
    scopeChain: { ... },c: pointer to function c()
        a: ‘hello‘,b: pointer to function privateB()
    },this: { ... }
}

2、VO示例：

alert(x); // function
var x = 10;
alert(x); // 10
x = 20;
function x() {};
alert(x); // 20

进入履行上下文时，

ECObject={
  VO:{
    x:<reference to FunctionDeclaration "x">
  }
};

履行代码时：

ECObject={
  VO:{
    x:20 //与函数x同名，替换掉，先是10，后变成20
  }
};

对以上的进程，我们详细解释下。

在进入上下文的时候，VO会被填充函数声明；同1阶段，还有变量声明“x”，但是，正如此条件到的，变量声明是在函数声明和函数形参以后，并且，变量声明不会对已存在的一样名字的函数声明和函数形参产生冲突。因此，在进入上下文的阶段，VO填充为以下情势：

VO = {};

VO['x'] = <援用了函数声明'x'>

// 发现var x = 10;
// 如果函数“x”还未定义
// 则 "x" 为undefined,但是，在我们的例子中
// 变量声明其实不会影响同名的函数值

VO['x'] = <值不受影响，还是函数>

履行代码阶段，VO被修改以下：

VO['x'] = 10;
VO['x'] = 20;

以下例子再次看到在进入上下文阶段，变量存储在VO中（因此，虽然else的代码块永久都不会履行到，而“b”却依然在VO中）

if (true) {
   var a = 1;
} else {
   var b = 2;
}

alert(a); // 1
alert(b); // undefined,but not "b is not defined"

3、AO示例：

function test(a,b) {
   var c = 10;
   function d() {}
   var e = function _e() {};
   (function x() {});
}

test(10); // call

当进入test(10)的履行上下文时，它的AO为：

testEC={
    AO:{
            arguments:{
            callee:test
            length:1,0:10
       },a:10,c:undefined,d:<reference to FunctionDeclaration "d">,e:undefined
    }
};

因而可知，在建立阶段，VO除arguments，函数的声明，和参数被赋予了具体的属性值，其它的变量属性默许的都是undefined。函数表达式不会对VO造成影响，因此，(function x() {})其实不会存在于VO中。

当履行 test(10)时，它的AO为：

testEC={
    AO:{
        arguments:{
            callee:test,length:1,0:10
        },c:10,e:<reference to FunctionDeclaration "e">
    }
};

可见，只有在这个阶段，变量属性才会被赋具体的值。

5、提升（Hoisting）解密

在之前的JavaScript Item中降到了变量和函数声明被提升到函数作用域的顶部。但是，没有人解释为何会产生这类情况的细节，学习了上面关于解释器如何创建active活动对象的新知识，很容易明白为何。看下面的例子：

(function() {

    console.log(typeof foo); // 函数指针
    console.log(typeof bar); // undefined

    var foo = ‘hello‘,bar = function() {
            return ‘world‘;
        };

    function foo() {
        return ‘hello‘;
    }

}());

我们能回答下面的问题：

1、为何我们能在foo声明之前访问它？
如果我们跟随创建阶段，我们知道变量在激活/代码履行阶段已被创建。所以在函数开始履行之前，foo已在活动对象里面被定义了。

2、foo被声明了两次，为何foo显示为函数而不是undefined或字符串？
虽然foo被声明了两次，我们知道从创建阶段函数已在活动对象里面被创建，这1进程产生在变量创建之前，并且如果属性名已在活动对象上存在，我们仅仅更新援用。
因此，对foo()函数的援用首先被创建在活动对象里，并且当我们解释到var foo时，我们看见foo属性名已存在，所以代码甚么都不做并继续履行。

3、为何bar的值是undefined？
bar实际上是1个变量，但变量的值是函数，并且我们知道变量在创建阶段被创建但他们被初始化为undefined。

JavaScript学习--Item19 执行上下文execution context

1、EC—履行环境或履行上下文

2、ECS—履行上下文栈

3、VO—变量对象

4、AO活动对象

5、提升（Hoisting）解密

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