Js 作用域与作用域链与执行上下文不得不说的故事 ⁄(⁄ ⁄•⁄ω⁄•⁄ ⁄)⁄

最近在研究Js，发现自己对作用域，作用域链，活动对象这几个概念，理解得不是很清楚，所以拜读了@田小计划大神的博客与其他文章，受益匪浅，写这篇随笔算是自己的读书笔记吧~。

作用域

首先明确一个概念，js只有函数作用域（function-based），没有块级作用域，也就是只有函数会有自己的作用域，其他都没有。

接着，作用域分为全局作用域与局部作用域。

全局作用域中的对象可以在代码的任何地方访问，一般来说，下面情况的对象会在全局作用域中：

• 最外层函数和在最外层函数外面定义的变量
• 没有通过关键字"var"声明的变量
• 浏览器中，window对象的属性

局部作用域又被称为函数作用域（Function scope），所有的变量和函数只能在作用域内部使用。

var foo = 1;
window.bar = 2;

function baz(){
    a = 3;
    var b = 4;
}
// Global scope: foo, bar, baz, a 
// Local scope: b

在创建这个函数的时候，这个函数的作用域与作用域链（函数的作用域链将会在运行时用到）就已经决定了，而是不是在调用的时候，这句话至管重要。

作用域链

每一个Javascript函数都被表示为对象，它是一个函数实例。它包含我们编程定义的可访问属性，和一系列不能被程序访问，仅供Javascript引擎使用的内部属性，其中一个内部属性是[[Scope]]，由ECMA-262标准第三版定义。

　　内部[[Scope]]属性包含一个函数被创建的作用域中对象的集合。此集合被称为函数的作用域链，它决定哪些数据可以由函数访问。此函数中作用域链中每个对象被称为一个可变对象，以“键值对”表示。当一个函数创建以后，它的作用域链被填充以这些对象，它们代表创建此函数的环境中可访问的数据：

1 function add(num1, num2){ 
2 　　var sum = num1 + num2; 
3 　　return sum;
4 }

　　当add()函数创建以后，它的作用域链中填入了一个单独可变对象，此全局对象代表了所有全局范围定义的变量。此全局对象包含诸如窗口、浏览器和文档之类的访问接口。如下图所示：（add()函数的作用域链，注意这里只画出全局变量中很少的一部分）

　　add函数的作用域链将会在运行时用到，假设运行了如下代码：

1 var total = add(5,10);

　　运行此add函数时会建立一个内部对象，称作“运行期上下文”(execution context)，一个运行期上下文定义了一个函数运行时的环境。且对于单独的每次运行而言，每个运行期上下文都是独立的，多次调用就会产生多此创建。而当函数执行完毕，运行期上下文被销毁。

　　一个运行期上下文有自己的作用域链，用于解析标识符。当运行期上下文被创建的时，它的作用域被初始化，连同运行函数的作用域链[[Scope]]属性所包含的对象。这些值按照它们出现在函数中的顺序，被复制到运行期上下文的作用域链中。这项工作一旦执行完毕，一个被称作“激活对象”的新对象就创建好了。此激活对象作为函数执行期一个可变对象，包含了访问所有局部变量，命名参数，参数集合和this的接口。然后，此对象被推入到作用域链的最前端。当作用域链被销毁时，激活对象也一同被销毁。如下所示：（运行add()时的作用域链）

　　在函数运行的过程中，每遇到一个变量，就要进行标识符识别。标识符识别这个过程要决定从哪里获得数据或者存取数据。此过程搜索运行期上下文的作用域链，查找同名的标识符。搜索工作从运行函数的激活目标的作用域前端开始。如果找到了，就使用这个具有指定标识符的变量；如果没找到，搜索工作将进入作用域链的下一个对象，此过程持续运行，直到标识符被找到或者没有更多可用对象可用于搜索，这种情况视为标识符未定义。正是这种搜索过程影响了性能。如果想了解如何编写高性能的js，建议看看这篇blog，这个小结也是摘自于它——http://www.cnblogs.com/coco1s/p/4017544.html

执行上下文

在JavaScript中有三种代码运行环境：

• Global Code
  • JavaScript代码开始运行的默认环境
• Function Code
  • 代码进入一个JavaScript函数
• Eval Code
  • 使用eval()执行代码

为了表示不同的运行环境，JavaScript中有一个执行上下文（Execution context，EC）的概念。也就是说，当JavaScript代码执行的时候，会进入不同的执行上下文，这些执行上下文就构成了一个执行上下文栈（Execution context stack，ECS）。

执行上下文包含三个重要的概念，彼此联系且不好理解，导致了新手很难做到一次理解清楚，如下图所示：

每个执行上下文都有三个重要的属性，变量对象（Variable object，VO），作用域链（Scope chain）和this，当然还有一些附加的属性。

当一段JavaScript代码执行的时候，JavaScript解释器会创建Execution Context，其实这里会有两个阶段：

• 创建阶段（当函数被调用，但是开始执行函数内部代码之前）
  • 创建Scope chain
  • 创建VO/AO（variables, functions and arguments）
  • 设置this的值
• 激活/代码执行阶段
  • 设置变量的值、函数的引用，然后解释/执行代码

这里想要详细介绍一下"创建VO/AO"中的一些细节，因为这些内容将直接影响代码运行的行为。

对于"创建VO/AO"这一步，JavaScript解释器主要做了下面的事情：

• 根据函数的参数，创建并初始化arguments object
• 扫描函数内部代码，查找函数声明（Function declaration）
  • 对于所有找到的函数声明，将函数名和函数引用存入VO/AO中
  • 如果VO/AO中已经有同名的函数，那么就进行覆盖
• 扫描函数内部代码，查找变量声明（Variable declaration）
  • 对于所有找到的变量声明，将变量名存入VO/AO中，并初始化为"undefined"
  • 如果变量名称跟已经声明的形式参数或函数相同，则变量声明不会干扰已经存在的这类属性

看下面的例子：

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

    };
    function c() {

    }
}

foo(22);

对于上面的代码，在"创建阶段"，可以得到下面的Execution Context object：

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

在"激活/代码执行阶段"，Execution Context object就被更新为：

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

总结

函数在定义时就会确定他的作用域与作用域链（静态），只有调用的时候才会创建一个执行上下文，其中包含了调用时的形参，其中的函数声明与变量（VO）, 同时创建活动对象（AO），并将AO压入执行上下文的作用域链的最前端并且包含了this的属性，执行上下文的作用域链是通过正在被调用函数的作用域链得到的（动态）。

以上的理解如有错误，敬请指正，敬礼~

参考

http://www.cnblogs.com/coco1s/p/4017544.html

http://www.cnblogs.com/wilber2013/p/4909459.html

http://www.cnblogs.com/wilber2013/p/4909430.html#_nav_3