Javascript中的函数和执行环境

   函数是Javascript的主要组建部分，函数定义了诸如闭包、“this”关键字、全局变量、局部变量等诸多的特性。理解函数是真正理解Javascript工作机制的第一步。

一、ExecutionContext的创建
总所周知，函数能够访问声明在当前函数作用域“之外”的变量、全局变量、声明在函数内部的变量以及通过参数传进来的变量和指向“容器对象”的"this"变量。以上所有这些变量为我们的函数形成了一个“环境”，该“环境”定义了哪些变量和它们的值是可以被当前函数访问的。一部分“环境”是随着函数的定义而定义的，其他一些是函数访问的时候才定义的。
当一个函数被访问时，一个ExecutionContext 被创建，ExecutionContext定义了函数“环境”大部分，接下来看一下ExecutionContext是怎么构建的（注意顺序）：

利用伪代码演示例子：

function foo (a, b, c) 
{
	function z(){alert(‘Z!’);}
	var d = 3;
}
foo(‘foo’,’bar’);

1.    arguments属性被创建，arguments属性是一个类似数组的对象，该对象的整数类型的属性分别引用传递给函数的参数值，顺序和传参时顺序一致。arguments对象包含length（参数个数）和callee（引用被调用的函数本身）属性。

ExecutionContext: 
{
	arguments: {
		0: ‘foo’, 1: ‘bar’,
		length: 2, callee: function() //Points to foo function
	}
}

2.    函数域被创建，[[scope]]属性和我们上面所说的ExecutionContext，更多的细节后面会讲到。

3.    变量实例化，分为3个子步骤（也是有顺序的）：
3.1    ExecutionContext会为每一个定义在函数签名中的参数定义一个属性，如果在前面已经创建的arguments对象中对应的位置有一个值，这个值被分配给该属性，否则，该属性值为undefined。

ExecutionContext: {
	arguments: {
		0: ‘foo’, 1: ‘bar’,
		length: 2, callee: function() //Points to foo function
	},
	a: ‘foo’, b: ‘bar’, c: undefined
}

3.2    扫描函数体检测其中声明的函数————FunctionDeclarations，这些声明的函数被创建并且作为属性分配给ExecutionContext，属性名就是该函数名称。

ExecutionContext: {
	arguments: {
		0: ‘foo’, 1: ‘bar’,
		length: 2, callee: function() //Points to foo function 
	},
	a: ‘foo’, b: ‘bar’, c: undefined,
	z: function() //Created z() function
}

3.3    扫描函数体检测其中声明的变量，这些变量作为ExecutionContext的属性保存在ExecutionContext中并且被初始化成undefined。

ExecutionContext: {
	arguments: {
		0: ‘foo’, 1: ‘bar’,
		length: 2, callee: function() //Points to foo function
	},
	a: ‘foo’, b: ‘bar’, c: undefined,
	z: function(), //Created z() function,
	d: undefined
}

4.    “this”属性被创建，它的值依赖于函数的访问方式。
a.    正常函数(myFunction(1,2,3))。“this”指向全局对象(i.e. window)。
b.    对象方法(myObject.myFunction(1,2,3))。“this”指向包含该函数的对象，例中的myObject对象。
c.    类似于setTimeout() 或者 setInterval()的回调函数，“this”指向全局对象(i.e. window)。
d.    call()或者apply()函数，“this”指向call()/apply()函数的第一个参数。
e.    作为构造函数(new myFunction(1,2,3))。“this”是一个以myFunction.prototype作为原型的空对象。

ExecutionContext: {
	arguments: {
		0: ‘foo’, 1: ‘bar’,
		length: 2,	callee: function() //Points to foo function
	},
	a: ‘foo’, b: ‘bar’, c: undefined,
	z: function(), //Created z() function,
	d: undefined,
	this: window
}

当ExecutionContext创建完成之后，函数开始从代码第一行执行，直到遇到遇到return或者函数结束。代码每次尝试使用变量，都会从ExecutionContext对象中读取。

二、关于ExecutionContext栈
在Javascript中，每一个单一的指令都是在ExecutionContext对象中被执行。我们已经知道，任何函数中所有的代码都将有一个ExecutionContext与之关联，无论该函数怎么被创建，怎么被执行。因此，任何函数中的每一个单一的语句都是在该函数的ExecutionContext中被执行。那些不属于任何函数的全局代码（执行的内联代码、通过<script>标签装载的代码、通过eval()函数执行的代码）被关联到一个叫做GlobalExecutionContext的上下文中。GlobalExecutionContext
的工作机制非常类似ExecutionContext，但是没有方法参数，只包含2、3、4（this指向全局对象，常常是window对象）三步。通过以上得出结论：每一个Javascript语句运行都是在ExecutionContext中进行。程序运行中，有时候需要从一个函数跳转到另外一个函数（直接调用、DOM事件、定时器等）。由于每一个函数都有自己的ExecutionContext，所以这些函数的相互调用将形成一个上下文的栈，例如下面的代码：

<script>
	function a() {
		function b() {
			var c = {
				d: function() {
					alert(1);
				}
			};
			c.d();
		}
		b.call({});
	}
	a();
</script>

当Javascript引擎即将执行alert()方法的时候，形成的ExecutionContext栈如下：

d() Execution context.
b() Execution context.
a() Execution context.
Global Execution context.

ExecutionContext栈中最重的部分发生在函数被定义的时候，要充分认识JavaScript的上下文的关键点是每一个声明的函数都是在ExecutionContext中被执行（前面的例子中：b()函数被创建和执行都是在a()函数的ExeuctionContext中）。每一次一个函数被创建，当前的 ExecutionContext栈就被保存到该函数自己的[[scope]]属性中，这个过程全部发生在函数创建的过程中，这个栈被保存和绑定到新创建的函数中，尽管以前的函数已经执行完（例如原来的函数将创建的函数作为返回值返回）。

现在回头看一下第2步中函数域的创建：
当函数被访问时，一个新的ExecutionContext栈被创建，然后将函数的ExecutionContext压入到前面提到的[[scope]]属性顶。这个栈我们也称之为
“scope chain”.注意ExecutionContext栈可以并且常常是和calling stack不同的，后者是函数调用时被定义，前者是函数定义的时候就被定义。例如，函数a()调用函数b()，函数b()调用函数c()，那么这种“calling stack”可能在任何调试工具中被检查到，进一步，函数c()可能在函数d()中被创建，那么函数d()关联的ExecutionContext是“scope chain”的一部分，但是不属于“calling stack”。当函数内的代码查找一个变量，“scope chain”将被检查，引擎将在“scope chain”的第一个ExecutionContext中搜索该变量，这个ExecutionContext也是函数自己的ExecutionContext，通过搜索函数参数，变量等进行匹配，如果没有找到，引擎将继续在“scope chain”的下一个ExecutionContext中查找，一次类推直到“scope chain”的最后一个ExecutionContext，如果始终没有找到，就返回undefined作为该变量的值，如果在中间某个ExecutionContext中找到，就直接返回其中的值赋给变量。

三、总结函数和其执行上下文的要点
1.    this与函数不耦合也不是一个特殊的属性，更像一个普通的参数。它在函数调用的时候被定义，所以说相同的函数执行"this"是可以不一样的。
2.    arguments不是一个数组，而是一个以数字作为属性名称的普通对象，所以它没有继承像push()、concat()和slice()的数组方法。
3.    变量实际上在第3.3步被定义，无论变量定义到函数的什么地方，都要等到执行流到达该变量初始化指令代码的时候才初始化它们。这就是为什么我们的例子中d一开始指向undefined，当代码执行到函数第2行的时候d才指向3。函数及变量定义的提升
4.    你能在一个函数被定义之前调用它，这依赖于3.2中ExecutionContext的创建（函数表达式不成立）
5.    所有的内部声明函数都将在ExecutionContext阶段被创建，所以一个遥不可及的函数声明有可能始终被创建，比如：

function foo() {
	if (false) {
		function bar() {alert(1);};
	}
	bar();
}

以上代码在浏览器（IE8、Chrome和Safari5，Firefox不可以）中将正常运行，因为函数bar()在ExecutionContext阶段被创建，此时函数代码还没有开始执行，if条也没有被评估。
6.    变量可以被隐藏。因为所有的步骤发生都是有顺序的，后发生的步骤有可能覆盖之前发生的步骤，比如：如果我们在函数签名中定义一个叫foo的参数，然后在函数体中声明一个函数也叫foo，那么当ExecutionContext创建完之后后面的foo变量将覆盖前面的foo变量。
7.    闭包：一个函数能访问其“父函数”的变量。当访问一个变量在当前的 ExecutionContext中没有找到，在其“父函数”的ExecutionContext中找到，就形成了闭包。你甚至可以建立很多复杂的闭包通过使用当前函数的"父函数"、"祖父函数"等等中的数据。返回函数和闭包
8.    Javascript中的全局变量。一个变量可以一直被查到“scope chain”的最后一项，即GlobalExecutionContext（这就是为什么全局变量访问相对较慢的原因，因为引擎将搜索完所有的关联的Context直到最后才访问GlobalExecutionContext）。同样你能使用类似全局变量：如果不用的函数拥有一个相同的ExecutionContext，那么声明在该ExecutionContext中的所有的变量都可以像全局变量一样被不同的函数访问

四、总结
Javascript代码实际上就是ExecutionContext和scope chains，该语言的大多数功能都可以从上下文的行为得到中提升。如果你习惯于在一个交互的上下文中设计你的项目，你的代码将更加的简单而且自然。例如，如果你心中有上下文的概念，一个mixin-based继承是很容易实现的；大部分加载的Javascript库都只依赖自身的管理模块上下文而不会污染全局环境。归纳起来，我们通过ExecutionContext和scope chains（而不是函数或者对象）来思考Javascript会使这门语言释放更大的能量，确保尽量深层次的去理解他们。

评论

2 楼 wqguanmu 2015-08-13  

"4 e.    作为构造函数(new myFunction(1,2,3))。“this”是一个以myFunction.prototype作为原型的空对象。 "

这句话的意思是指其实this按照原型创建的一个对象，感觉这样理解有点继承的感觉。但是理解起来有点麻烦。

一般不是把这种this直接理解成所创建的对象吗？

1 楼 wqguanmu 2015-08-13  

写的不错，刚开始学习JavaScript，对this指针的理解不熟，来学习学习。