JavaScript作用域链


1.几个概念

先说几个概念:函数执行环境变量对象作用域链活动对象。这几个东东之间有什么关系呢,往下看~

函数

函数大家都知道,我想说的是,js中,在函数内部有两个特殊的对象:argumentsthisarguments 是一个类数组对象,包含着传入函数中的所有参数。 this 引用的是函数据以执行的环境对象。

执行环境

在《js高级程序设计》中,是这样定义的:

执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据,决定了它们各自的行为。

这里要特别提到一个执行环境——全局执行环境。全局执行环境是最外围的执行环境,在web浏览器中,全局执行环境被认为是window对象。全局执行环境会一直存在于环境栈的最底端,直到关闭网页或者浏览器。
执行环境也叫执行上下文。

变量对象

《js高级程序设计》定义如下:

每个执行环境都有一个与之关联的变量对象,环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

由上可以看出两点:1.执行环境和变量对象是一一对应的。2.执行环境其实是一个“虚”的概念,而变量对象是实际存在的对象,能够被解析器访问到。不严谨的说,为了访问执行环境,就创造了变量对象这个东东,通过变量对象就可以访问执行环境中的所有变量和函数了,它俩其实是一个东西,只不过一个是虚的,一个是真实存在的。

当一个执行环境中的所有代码执行完毕后,该执行环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁。其实是这个执行环境对应的变量对象被销毁。发现很多地方都把执行环境和变量对象混谈,大家似乎很少提到变量对象,都用 “执行环境” 这四个字替代了,把执行环境说成了一个对象,没办法,谁让说的是一个东西呢。

变量对象补充

当JS执行流进入函数时,JavaScript引擎在内部创建一个对象,叫做Variable Object。
对应函数的每一个参数,在Variable Object上添加一个属性,属性的名字、值与参数的名字、值相同。
函数中每声明一个变量,也会在Variable Object上添加一个属性,名字就是变量名,因此为变量赋值就是给Variable Object对应的属性赋值。
在函数中访问参数或者局部变量时,就是在variable Object上搜索相应的属性,返回其值。
一般情况下Variable Object是一个内部对象,JS代码中无法直接访问。

作用域链

作用域链的用途:保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的 有序 访问。
当代码在一个执行环境中执行时,就会创建变量对象的一个作用域链。

我的理解是,作用域链是由一个一个变量对象链接起来的一个链,整个作用域链构成了当前执行环境中变量和函数可访问的范围,即作用域。由于变量对象是按一定顺序链接在一起的,所以就达到了对所有可访问变量、函数有序访问的效果。那么它们是按怎样的顺序链接成作用域链的呢?这就要说到最后一个概念——活动对象。

活动对象

当函数运行时就会为其创建一个活动对象,其中包含形参和函数特殊的arguments对象。活动对象之后会做为函数执行环境的变量对象来使用。

回到之前的问题,作用域链中的变量对象是如何排序的呢?
作用域链的前端,始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。但如果这个环境是函数,则将其活动对象作为变量对象,放在其作用域链的前端。作用域链中的下一个变量对象来自包含环境,而再下一个变量对象来自下一个包含环境……这样一直延续到全局执行环境。全局执行环境的变量对象始终是作用域链中的最后一个变量对象。

为什么执行环境是函数会有这样特殊的规定呢?
《JS权威指南》中有一句很精辟的描述:

JavaScript中的函数运行在它们被定义的作用域里,而不是它们被执行的作用域里。

按照之前所说,在函数定义的作用域里,当前执行环境的作用域链上是没有该函数的活动对象的,为了访问函数内部的变量、函数,所以要将其活动对象插在当前作用域链的前端。

2.它们之间的关系

  • 每个函数都有自己的执行环境,当执行流进入一个函数时,函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在执行后,栈将其环境弹出,把控制权返回给之前的执行环境。
  • 综上,每个函数对应一个执行环境,每个执行环境对应一个变量对象,而多个变量对象构成了作用域链,如果当前执行环境是函数,那么其活动对象在作用域链的前端。

3.其他补充

JS的语法风格和 C/C++ 类似, 但作用域的实现却和 C/C++ 不同,并非用“堆栈”方式,而是使用列表,具体过程如下(ECMA262中所述):
任何执行上下文时刻的作用域, 都是由作用域链(scope chain)来实现.
在一个函数被定义的时候, 会将它定义时刻的scope chain链接到这个函数对象的[[scope]]属性.
在一个函数对象被调用的时候,会创建一个活动对象(也就是一个对象), 然后对于每一个函数的形参,都命名为该活动对象的命名属性, 然后将这个活动对象做为此时的作用域链(scope chain)最前端, 并将这个函数对象的[[scope]]加入到scope chain中.

在执行func的定义语句的时候, 会创建一个这个函数对象的[[scope]]属性(内部属性,只有JS引擎可以访问),并将这个[[scope]]属性链接到定义它的作用域链上。
在调用func的时候, 会创建一个活动对象,然后将调用参数赋值给形参数,对于缺少的调用参数,赋值为undefined。然后将这个活动对象做为scope chain的最前端, 并将func的[[scope]]属性所指向的,定义func时候的顶级活动对象,加入到scope chain.


参考资料

《js高级程序设计》 P73 4.2 执行环境及作用域
鸟哥:JavaScript作用域原理
JavaScript 开发进阶:理解 JavaScript 作用域和作用域链


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