JS入門難點解析6-作用域鏈

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1. 簡介

JS入門難點解析5-變量對象中提到,對于每個執行上下文,都有三個重要屬性:

  • 變量對象(Variable object,VO)
  • 作用域鏈(Scope chain)
  • this
    這篇文章主要講解作用域鏈。

2. 作用域鏈

來看《JavaScript高級程序設計》里對作用域鏈的一段解釋:

當代碼在一個環境中執行時,會創建變量對象的一個作用域鏈(scope chain)。作用域鏈的用途,是保證對執行環境有權訪問的所有變量和函數的有序訪問。作用域鏈的前端,始終都是當前執行的代碼所在環境的變量對象。如果這個環境是函數,則將其活動對象(active object)作為變量對象。活動對象在最開始時只包含一個變量,即arguments對象(這個對象在全局環境中是不存在的)。作用域鏈中的下一個變量對象來自包含(外部)環境,而再下一個變量來自下一個包含環境。這樣,一直延續到全局執行環境;全局環境的變量對象始終都是作用域鏈中的最后一個對象。

標識符解析是沿著作用域鏈一級一級地搜索標識符的過程。搜索過程始終從作用域鏈的前端開始,然后逐級地向后回溯,直至找到標識符為止(如果找不到標識符,通常會導致錯誤發生)。

就是說,作用域鏈,是由當前環境與上層環境的一系列變量對象組成,它保證了當前執行環境對符合訪問權限的變量和函數的有序訪問。

3. [[scope]]與函數創建

函數的[[scope]]屬性是所有父變量對象的層級鏈,在函數創建時(函數生命周期分為函數創建和函數調用階段)存于其中。函數能訪問更高一層上下文的變量對象,這種機制是通過函數內部的[[scope]]屬性來實現的。

注意重要的一點——[[scope]]在函數創建時被存儲——靜態(不變的),永遠永遠,直至函數銷毀。即:函數可以永不調用,但[[scope]]屬性已經寫入,并存儲在函數對象中。由于是靜態存儲,再配合上內部函數的[[scope]]屬性是所有父變量的層級鏈,就導致了閉包的存在。如下所示:

var a = 10;
function foo() {
    alert(a);
}
  
(function () {
    var a = 20;
    foo(); // 10,這里會訪問foo中的[[scope]]的VO中的a
})();

這個例子也清晰的表明,一個函數(這個例子中為從函數“foo”返回的匿名函數)的[[scope]]持續存在,即使是在函數創建的作用域已經完成之后。

這也就是前面我們所說,函數的作用域在函數定義的時候就決定了。這是因為函數有一個內部屬性 [[scope]],當函數創建的時候,就會保存所有父變量對象到其中,你可以理解 [[scope]] 就是所有父變量對象的層級鏈,但是注意:[[scope]] 并不代表完整的作用域鏈!

舉個例子:

function foo() {
    function bar() {
        ...
    }
}

函數創建時,各自的[[scope]]為:

foo.[[scope]] = [
    globalContext.VO
];

bar.[[scope]] = [
    fooContext.AO,
    globalContext.VO
];

4. 函數激活

當函數激活時,進入函數上下文,創建 VO/AO 后,就會將活動對象添加到作用鏈的前端。
這時候執行上下文的作用域鏈,我們命名為 Scope:

Scope = [AO].concat([scope]]);

至此,作用域鏈創建完畢。

5. 實例講解

以下面的例子為例,結合著之前講的變量對象和執行上下文棧,我們來總結一下函數執行上下文中作用域鏈和變量對象的創建過程:

var scope = 'global scope';
function checkscope(){
    var scope2 = 'local scope';
    return scope2;
}
checkscope();

執行過程如下:

1.checkscope 函數被創建,保存作用域鏈到內部屬性[[scope]]

checkscope.[[scope]] = [
    globalContext.VO
];

2.執行 checkscope 函數,創建 checkscope 函數執行上下文,checkscope 函數執行上下文被壓入執行上下文棧

ECStack = [
    checkscopeContext,
    globalContext
];

3.checkscope 函數并不立刻執行,開始做準備工作,第一步:復制函數[[scope]]屬性創建作用域鏈

checkscopeContext = {
    Scope: checkscope.[[scope]],
}

4.第二步:用 arguments 創建活動對象,隨后初始化活動對象,加入形參、函數聲明、變量聲明

checkscopeContext = {
    AO: {
        arguments: {
            length: 0
        },
        scope2: undefined
    },
    Scope: checkscope.[[scope]],
}

5.第三步:將活動對象壓入 checkscope 作用域鏈頂端

checkscopeContext = {
    AO: {
        arguments: {
            length: 0
        },
        scope2: undefined
    },
    Scope: [AO, [[Scope]]]
}

6.準備工作做完,開始執行函數,隨著函數的執行,修改 AO 的屬性值

checkscopeContext = {
    AO: {
        arguments: {
            length: 0
        },
        scope2: 'local scope'
    },
    Scope: [AO, [[Scope]]]
}

7.查找到 scope2 的值,返回后函數執行完畢,函數上下文從執行上下文棧中彈出

ECStack = [
    globalContext
];

參考

JavaScript深入之作用域鏈
前端基礎進階(四):詳細圖解作用域鏈與閉包
JS入門難點解析5-變量對象
javascript中的[[scope]],scope chain,execution context!
js 中的活動對象 與 變量對象 什么區別?
BOOK-《JavaScript高級程序設計(第3版)》

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