Home > Web Front-end > JS Tutorial > JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧

JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧

WBOY
Release: 2016-05-16 18:18:39
Original
821 people have browsed it
数据类型
基本数据类型
基本数据类型是JS语言最底层的实现。
简单数值类型: 有Undefined, Null, Boolean, Number和String。注意,描述中的英文单词在这里仅指数据类型的名称,并不特指JS的全局对象N an, Boolean, Number, String等,它们在概念上的区别是比较大的。
对象: 一个无序属性的集合,这些属性的值为简单数值类型、对象或者函数。同上,这里的对象并不特指全局对象Object。
函数: 函数是对象的一种,实现上内部属性[[Class]]值为"Function",表明它是函数类型,除了对象的内部属性方法外,还有[[Construct]]、[[Call]]、[[Scope]]等内部属性。函数作为函数调用与构造器(使用new关键字创建实例对象)的处理机制不一样(Function对象除外),内部方法[[Construct]]用于实现作为构造器的逻辑,方法[[Call]]实现作为函数调用的逻辑。同上,这里的函数并不特指全局对象Function。
函数在JS这个Prototype语言中可以看作是面向对象语言的类,可以用它来构造对象实例。既然函数可以看作是类,所以每一个函数可以看作是一种扩展数据类型。

内置数据类型(内置对象)
Function: 函数类型的用户接口。
Object: 对象类型的用户接口。
Boolean, Number, String: 分别为这三种简单数值类型的对象包装器,对象包装在概念上有点类似C#中的Box/Unbox。
Date, Array, RegExp: 可以把它们看作是几种内置的扩展数据类型。

首先,Function, Object, Boolean, Number, String, Date, Array, RegExp等都是JavaScript语言的内置对象,它们都可以看作是函数的派生类型,例如Number instanceof Function为true,Number instanceof Object为true。在这个意义上,可以将它们跟用户定义的函数等同看待。
其次,它们各自可以代表一种数据类型,由JS引擎用native code或内置的JS代码实现,是暴露给开发者对这些内置数据类型进行操作的接口。在这个意义上,它们都是一种抽象的概念,后面隐藏了具体的实现机制。
在每一个提到Number, Function等单词的地方,应该迅速的在思维中将它们实例化为上面的两种情况之一。

数据类型实现模型描述
JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧
Build-in *** data structure: 指JS内部用于实现***类型的数据结构,这些结构我们基本上无法直接操作。
Build-in *** object: 指JS内置的Number, String, Boolean等这些对象,这是JS将内部实现的数据类型暴露给开发者使用的接口。
Build-in *** constructor: 指JS内置的一些构造器,用来构造相应类型的对象实例。它们被包装成函数对象暴露出来,例如我们可以使用下面的方法访问到这些函数对象:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
//access the build-in number constructor
var number = new Number(123);
var numConstructor1 = number.constructor; //or
var numConstructor2 = new Object(123).constructor;
//both numConstructor1 and numConstructor2 are the build-in Number constructor
numConstructor1 == numConstructor2 //result: true
//access the build-in object constructor
var objConstructor1 = {}.constructor; //or
var objConstructor2 = new Object().constructor;
//both objConstructor1 and objConstructor2 are the build-in Object constructor
objConstructor1==objConstructor2 //result: true

具体实现上,上图中横向之间可能也存在关联,例如对于build-in data structure和constructor,Function、 Date、 Array、 RegExp等都可以继承Object的结构而实现,但这是具体实现相关的事情了。

关于简单数值类型的对象化
这是一个细微的地方,下面描述对于Boolean, String和Number这三种简单数值类型都适用,以Number为例说明。
JS规范要求: 使用var num1=123;这样的代码,直接返回基本数据类型,就是说返回的对象不是派生自Number和Object类型,用num1 instanceof Object测试为false;使用new关键字创建则返回Number类型,例如var num2=new Number(123); num2 instanceof Number为true。
将Number当作函数调用,返回结果会转换成简单数值类型。下面是测试代码:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
var num1 = new Number(123); //num1 derived from Number & Object
num1 instanceof Number //result: true
num1 instanceof Object //result: true
//convert the num1 from Number type to primitive type, so it's no longer an instance of Number or Object
num1 = Number(num1);
num1 instanceof Number //result: false
num1 instanceof Object //result: false
var num2 = 123; //num2 is a primitive type
num2 instanceof Number //result: false
num2 instanceof Object //result: false

虽然我们得到了一个简单数值类型,但它看起来仍然是一个JS Object对象,具有Object以及相应类型的所有属性和方法,使用上基本没有差别,唯一不同之处是instanceof的测试结果。

Prototype继承
Prototype
每个对象都有一个[[Prototype]]的内部属性,它的值为null或者另外一个对象。函数对象都有一个显示的prototype属性,它并不是内部[[Prototype]]属性。不同的JS引擎实现者可以将内部[[Prototype]]属性命名为任何名字,并且设置它的可见性,只在JS引擎内部使用。虽然无法在JS代码中访问到内部[[Prototype]](FireFox中可以,名字为__proto__因为Mozilla将它公开了),但可以使用对象的isPrototypeOf()方法进行测试,注意这个方法会在整个Prototype链上进行判断。
使用obj.propName访问一个对象的属性时,按照下面的步骤进行处理(假设obj的内部[[Prototype]]属性名为__proto__):
1. 如果obj存在propName属性,返回属性的值,否则
2. 如果obj.__proto__为null,返回undefined,否则
3. 返回obj.__proto__.propName
调用对象的方法跟访问属性搜索过程一样,因为方法的函数对象就是对象的一个属性值。
提示: 上面步骤中隐含了一个递归过程,步骤3中obj.__proto__是另外一个对象,同样将采用1, 2, 3这样的步骤来搜索propName属性。

例如下图所示,object1将具备属性prop1, prop2, prop3以及方法fn1, fn2, fn3。图中虚线箭头表示prototype链。
JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧
这就是基于Prototype的继承和共享。其中object1的方法fn2来自object2,概念上即object2重写了object3的方法fn2。
JavaScript对象应当都通过prototype链关联起来,最顶层是Object,即对象都派生自Object类型。

类似C++等面向对象语言用类(被抽象了的类型)来承载方法,用对象(实例化对象)承载属性,Prototype语言只用实例化的对象来承载方法和属性。本质区别是前者基于内存结构的描述来实现继承,后者基于具体的内存块实现。

对象创建过程
JS中只有函数对象具备类的概念,因此要创建一个对象,必须使用函数对象。函数对象内部有[[Construct]]方法和[[Call]]方法,[[Construct]]用于构造对象,[[Call]]用于函数调用,只有使用new操作符时才触发[[Construct]]逻辑。
var obj=new Object(); 是使用内置的Object这个函数对象创建实例化对象obj。var obj={};和var obj=[];这种代码将由JS引擎触发Object和Array的构造过程。function fn(){}; var myObj=new fn();是使用用户定义的类型创建实例化对象。

new Fn(args)的创建过程如下(即函数对象的[[Construct]]方法处理逻辑,对象的创建过程)。另外函数对象本身的创建过程(指定义函数或者用Function创建一个函数对象等方式)虽然也使用了下面的处理逻辑,但有特殊的地方,后面再描述。
1. 创建一个build-in object对象obj并初始化
2. 如果Fn.prototype是Object类型,则将obj的内部[[Prototype]]设置为Fn.prototype,否则obj的[[Prototype]]将为其初始化值(即Object.prototype)
3. 将obj作为this,使用args参数调用Fn的内部[[Call]]方法
3.1 内部[[Call]]方法创建当前执行上下文
3.2 调用F的函数体
3.3 销毁当前的执行上下文
3.4 返回F函数体的返回值,如果F的函数体没有返回值则返回undefined
4. 如果[[Call]]的返回值是Object类型,则返回这个值,否则返回obj
注意步骤2中, prototype指对象显示的prototype属性,而[[Prototype]]则代表对象内部Prototype属性(隐式的)。
构成对象Prototype链的是内部隐式的[[Prototype]],而并非对象显示的prototype属性。显示的prototype只有在函数对象上才有意义,从上面的创建过程可以看到,函数的prototype被赋给派生对象隐式[[Prototype]]属性,这样根据Prototype规则,派生对象和函数的prototype对象之间才存在属性、方法的继承/共享关系。

用代码来做一些验证:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(){}
//the value of implicit [[Prototype]] property of those objects derived from fn will be assigned to fn.prototype
fn.prototype={ attr1:"aaa", attr2:"bbb"};
var obj=new fn();
document.write(obj.attr1 + "
"); //result: aaa
document.write(obj.attr2 + "
"); //result: bbb
document.write(obj instanceof fn); //result: true
document.write("
");
//I change the prototype of fn here, so by the algorithm of Prototype the obj is no longer the instance of fn,
//but this won't affect the obj and its [[Prototype]] property, and the obj still has attr1 and attr2 properties
fn.prototype={};
document.write(obj.attr1 + "
"); //result: aaa
document.write(obj.attr2 + "
"); //result: bbb
document.write(obj instanceof fn); //result: false关于创建过程返回值的验证:
//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(){
//according to step 4 described above,
//the new fn() operation will return the object { attr1: 111, attr2: 222 }, it's not an instance of fn!
return { attr1: 111, attr2: 222 };
}
fn.prototype={ attr1:"aaa", attr2:"bbb"};
var obj=new fn();
document.write(obj.attr1 + "
"); //result: 111
document.write(obj.attr2 + "
"); //result: 222
document.write(obj instanceof fn); //result: false

做个练习
经过上面的理解应,请写出下面这幅图的实现代码。图中CF是一个函数,Cfp是CF的prototype对象,cf1, cf2, cf3, cf4, cf5都是CF的实例对象。虚线箭头表示隐式Prototype关系,实线箭头表示显示prototype关系。
JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧
供参考的实现方案:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function CF(q1, q2){
this.q1=q1;
this.q2=q2;
}
CF.P1="P1 in CF";
CF.P2="P2 in CF";
function Cfp(){
this.CFP1="CFP1 in Cfp";
}
CF.prototype=new Cfp();
var cf1=new CF("aaa", "bbb");
document.write(cf1.CFP1 + "
"); //result: CFP1 in Cfp
document.write(cf1.q1 + "
"); //result: aaa
document.write(cf1.q2 + "
"); //result: bbb

本地属性与继承属性
对象通过隐式Prototype链能够实现属性和方法的继承,但prototype也是一个普通对象,就是说它是一个普通的实例化的对象,而不是纯粹抽象的数据结构描述。所以就有了这个本地属性与继承属性的问题。
首先看一下设置对象属性时的处理过程。JS定义了一组attribute,用来描述对象的属性property,以表明属性property是否可以在JavaScript代码中设值、被for in枚举等。
obj.propName=value的赋值语句处理步骤如下:
1. 如果propName的attribute设置为不能设值,则返回
2. 如果obj.propName不存在,则为obj创建一个属性,名称为propName
3. 将obj.propName的值设为value
可以看到,设值过程并不会考虑Prototype链,道理很明显,obj的内部[[Prototype]]是一个实例化的对象,它不仅仅向obj共享属性,还可能向其它对象共享属性,修改它可能影响其它对象。
用上面CF, Cfp的示例来说明,实例对象cf1具有本地属性q1, q2以及继承属性CFP1,如果执行cf1.CFP1="",那么cf1就具有本地属性CFP1了,测试结果如下:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
var cf1=new CF("aaa", "bbb");
var cf2=new CF(111, 222);
document.write(cf1.CFP1 + "
"); //result: CFP1 in Cfp
document.write(cf2.CFP1 + "
"); //result: CFP1 in Cfp
//it will result in a local property in cf1
cf1.CFP1="new value for cf1";
//changes on CF.prototype.CFP1 will affect cf2 but not cf1, because there's already a local property with
//the name CFP1 in cf1, but no such one in cf2
CF.prototype.CFP1="new value for Cfp";
document.write(cf1.CFP1 + "
"); //result: new value for cf1
document.write(cf2.CFP1 + "
"); //result: new value for Cfp

语义上的混乱?
还是使用上面CF, Cfp示例的场景。
根据Prototype的机制,我们可以说对象cf1, cf2等都继承了对象Cfp的属性和方法,所以应该说他们之间存在继承关系。属性的继承/共享是沿着隐式Prototype链作用的,所以继承关系也应当理解为沿着这个链。
我们再看instanceOf操作,只有cf1 instanceOf CF才成立,我们说cf1是CF的实例对象,CF充当了类的角色,而不会说cf1是Cfp的实例对象,这样我们应当说cf1继承自CF? 但CF充当的只是一个第三方工厂的角色,它跟cf1之间并没有属性继承这个关系。
把CF, Cfp看作一个整体来理解也同样牵强。

Prototype就是Prototype,没有必要强把JavaScript与面向对象概念结合起来, JavaScript只具备有限的面向对象能力,从另外的角度我们可以把它看成函数语言、动态语言,所以它是吸收了多种语言特性的精简版。

对象模型
Where are we?
1. 了解了JavaScript的数据类型,清楚了象Number这样的系统内置对象具有多重身份: a)它们本身是一个函数对象,只是由引擎内部实现而已,b)它们代表一种数据类型,我们可以用它们定义、操作相应类型的数据,c)在它们背后隐藏了引擎的内部实现机制,例如内部的数据结构、各种被包装成了JavaScript对象的构造器等。
2. 了解了Prototype机制,知道对象是如何通过它们继承属性和方法,知道了在创建对象过程中JS引擎内部是如何设置Prototype关系的。

接下来对用户自定义函数对象本身的创建过程进行了解之后,我们就可以对JavaScript的对象模型来一个整体性的overview了。

函数对象创建过程
JavaScript代码中定义函数,或者调用Function创建函数时,最终都会以类似这样的形式调用Function函数:var newFun=Function(funArgs, funBody); 。创建函数对象的主要步骤如下:
1. 创建一个build-in object对象fn
2. 将fn的内部[[Prototype]]设为Function.prototype
3. 设置内部的[[Call]]属性,它是内部实现的一个方法,处理逻辑参考对象创建过程的步骤3
4. 设置内部的[[Construct]]属性,它是内部实现的一个方法,处理逻辑参考对象创建过程的步骤1,2,3,4
5. 设置fn.length为funArgs.length,如果函数没有参数,则将fn.length设置为0
6. 使用new Object()同样的逻辑创建一个Object对象fnProto
7. 将fnProto.constructor设为fn
8. 将fn.prototype设为fnProto
9. 返回fn
步骤1跟步骤6的区别为,步骤1只是创建内部用来实现Object对象的数据结构(build-in object structure),并完成内部必要的初始化工作,但它的[[Prototype]]、[[Call]]、[[Construct]]等属性应当为null或者内部初始化值,即我们可以理解为不指向任何对象(对[[Prototype]]这样的属性而言),或者不包含任何处理(对[[Call]]、[[Construct]]这样的方法而言)。步骤6则将按照前面描述的对象创建过程创建一个新的对象,它的[[Prototype]]等被设置了。
从上面的处理步骤可以了解,任何时候我们定义一个函数,它的prototype是一个Object实例,这样默认情况下我们创建自定义函数的实例对象时,它们的Prototype链将指向Object.prototype。
另外,Function一个特殊的地方,是它的[[Call]]和[[Construct]]处理逻辑一样。

JavaScript对象模型
JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧
红色虚线表示隐式Prototype链。
这张对象模型图中包含了太多东西,不少地方需要仔细体会,可以写些测试代码进行验证。彻底理解了这张图,对JavaScript语言的了解也就差不多了。下面是一些补充说明:
1. 图中有好几个地方提到build-in Function constructor,这是同一个对象,可以测试验证:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
Function==Function.constructor //result: true
Function==Function.prototype.constructor //result: true
Function==Object.constructor //result: true
//Function also equals to Number.constructor, String.constructor, Array.constructor, RegExp.constructor, etc.
function fn(){}
Function==fn.constructor //result: true这说明了几个问题: Function指向系统内置的函数构造器(build-in Function constructor);Function具有自举性;系统中所有函数都是由Function构造。

2. 左下角的obj1, obj2...objn范指用类似这样的代码创建的对象: function fn1(){}; var obj1=new fn1();
这些对象没有本地constructor方法,但它们将从Prototype链上得到一个继承的constructor方法,即fn.prototype.constructor,从函数对象的构造过程可以知道,它就是fn本身了。
右下角的obj1, obj2...objn范指用类似这样的代码创建的对象: var obj1=new Object();或var obj1={};或var obj1=new Number(123);或obj1=/\w+/;等等。所以这些对象Prototype链的指向、从Prototype链继承而来的constructor的值(指它们的constructor是build-in Number constructor还是build-in Object constructor等)等依赖于具体的对象类型。另外注意的是,var obj=new Object(123);这样创建的对象,它的类型仍然是Number,即同样需要根据参数值的类型来确定。
同样它们也没有本地constructor,而是从Prototype链上获得继承的constructor方法,即build-in *** constructor,具体是哪一个由数据类型确定。

3. 关于图中Prototype链的补充说明:
Object.prototype是整个链的终结点,它的内部[[Prototype]]为null。
所有函数的Prototype链都指向Function.prototype。
Function的Prototype链指向Function.prototype,这是规范要求的,因为设计者将Function设计为具有自举性。Function的Prototype链这样设计之后,Function.constructor==Function, Function instanceOf Function都为true。另外Function已经是最顶层的构造器,但Function本身也是一个函数对象,它必然是由某个东西创建出来的,这样自举在语义上合情合理。
Function.prototype的Prototype链指向Object.prototype,这也是规范强制要求的。首先Function.prototype是Function的一个实例对象(typeof Function.prototype可以知道它是一个Function,instanceOf无法通过测试,因为Prototype链在内部被额外设置了),所以按照Prototype的规则,Function.prototype的内部[[Prototype]]值应当为Function.prototype这个对象,即它的Prototype链指向自己本身。这样一方面在Prototype链上造成一个死循环,另一方面它本身成为了一个终结点,结果就是所有函数对象将不是派生自Object了。加上这个强制要求之后,Prototype链只有唯一的一个终结点。

4. 因为Function.prototype是一个函数对象,所以它应当具有显示的prototype属性,即Function.prototype.prototype,但只有FireFox中可以访问到,IE、Opera、Safari都无法访问。所以图中用了个表示不存在的符号。

5. 用户自定义函数(user defined functions)默认情况下[[Prototype]]值是Object.prototype,即它的隐式Prototype链指向Object.prototype,所以图中就这样表示了,但并不代表总是这样,当用户设置了自定义函数的prototype属性之后,情况就不同了。

执行模型
执行上下文(Execution Context)简介
JavaScript代码运行的地方都存在执行上下文,它是一个概念,一种机制,用来完成JavaScript运行时作用域、生存期等方面的处理。执行上下文包括Variable Object、Variable Instatiation、Scope/Scope Chain等概念,在不同的场景/执行环境下,处理上存在一些差异,下面先对这些场景进行说明。

函数对象分为用户自定义函数对象和系统内置函数对象,对于用户自定义函数对象将按照下面描述的机制进行处理,但内置函数对象与具体实现相关,ECMA规范对它们执行上下文的处理没有要求,即它们基本不适合本节描述的内容。

执行的JavaScript代码分三种类型,后面会对这三种类型处理上不同的地方进行说明:
1. Global Code,即全局的、不在任何函数里面的代码,例如一个js文件、嵌入在HTML页面中的js代码等。
2. Eval Code,即使用eval()函数动态执行的JS代码。
3. Function Code,即用户自定义函数中的函数体JS代码。

基本原理
在用户自定义函数中,可以传入参数、在函数中定义局部变量,函数体代码可以使用这些入参、局部变量。背后的机制是什么样呢?
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。规范中对其实现方式也不做要求,因此它可能只是引擎内部的一种数据结构。

大致处理方式就这样,但作用域的概念不只这么简单,例如函数体中可以使用全局变量、函数嵌套定义时情况更复杂点。这些情况下怎样处理?JavaScript引擎将不同执行位置上的Variable Object按照规则构建一个链表,在访问一个变量时,先在链表的第一个Variable Object上查找,如果没有找到则继续在第二个Variable Object上查找,直到搜索结束。这就是Scope/Scope Chain的大致概念。

下面是各个方面详细的处理。

Global Object
JavaScript的运行环境都必须存在一个唯一的全局对象-Global Object,例如HTML中的window对象。Global Object是一个宿主对象,除了作为JavaScript运行时的全局容器应具备的职责外,ECMA规范对它没有额外要求。它包Math、String、Date、parseInt等JavaScript中内置的全局对象、函数(都作为Global Object的属性),还可以包含其它宿主环境需要的一些属性。

Variable Object
上面简述了Variable Object的基本概念。创建Variable Object,将参数、局部变量设置为Variable Object属性的处理过程叫做Variable Instatiation-变量实例化,后面结合Scope Chain再进行详细说明。

Global Code
Variable Object就是Global Object,这是Variable Object唯一特殊的地方(指它是内部的无法访问的对象而言)。
var globalVariable = "WWW";
document.write(window.globalVariable); //result: WWW上面代码在Global Code方式下运行,根据对Variable Object的处理,定义变量globalVariable时就会在Global Object(即window)对象上添加这个属性,所以输出是WWW这个值。

Function Code
Variable Object也叫做Activation Object(因为有一些差异存在,所以规范中重新取一个名字以示区别,Global Code/Eval Code中叫Variable Object,Function Code中就叫做Activation Object)。
每次进入函数执行都会创建一个新的Activation Object对象,然后创建一个arguments对象并设置为Activation Object的属性,再进行Variable Instantiation处理。
在退出函数时,Activation Object会被丢弃(并不是内存释放,只是可以被垃圾回收了)。

附arguments对象的属性:
length: 为实际传入参数的个数。注意,参考函数对象创建过程,函数对象上的length为函数定义时要求的参数个数;
callee: 为执行的函数对象本身。目的是使函数对象能够引用自己,例如需要递归调用的地方。
function fnName(...) { ... }这样定义函数,它的递归调用可以在函数体内使用fnName完成。var fn=function(...) { ... }这样定义匿名函数,在函数体内无法使用名字引用自己,通过arguments.callee就可以引用自己而实现递归调用。
参数列表: 调用者实际传入的参数列表。这个参数列表提供一个使用索引访问实际参数的方法。Variable Instantiation处理时会在Activation Object对象上添加属性,前提是函数声明时有指定参数列表。如果函数声明中不给出参数列表,或者实际调用参数个数与声明时的不一样,可以通过arguments访问各个参数。

arguments中的参数列表与Activation Object上的参数属性引用的是相同的参数对象(如果修改,在两处都会反映出来)。规范并不要求arguments是一个数组对象,下面是一个测试:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
var argumentsLike = { 0: "aaa", 1: 222, 2: "WWW", length: 3, callee: function() { } };
document.write(argumentsLike[2] + "
"); //result: WWW
document.write(argumentsLike[1] + "
"); //result: 222
//convert the argumentsLike to an Array object, just as we can do this for the arguments property
var array = [].slice.apply(argumentsLike);
document.write(array instanceof Array); //result: true
document.write("
");
document.write(array.reverse().join("|")); //result: WWW|222|aaa
Eval Code
Variable Object就是调用eval时当前执行上下文中的Variable Object。在Global Code中调用eval函数,它的Variable Object就是Global Object;在函数中调用eval,它的Variable Object就是函数的Activation Object。
//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(arg){
var innerVar = "variable in function";
eval(' \
var evalVar = "variable in eval"; \
document.write(arg + "
"); \
document.write(innerVar + "
"); \
');
document.write(evalVar);
}
fn("arguments for function");

输出结果是:
arguments for function
variable in function
variable in eval
说明: eval调用中可以访问函数fn的参数、局部变量;在eval中定义的局部变量在函数fn中也可以访问,因为它们的Varible Object是同一个对象。

Scope/Scope Chain
首先Scope Chain是一个类似链表/堆栈的结构,里面每个元素基本都是Variable Object/Activation Object。
其次存在执行上下文的地方都有当前Scope Chain,可以理解为Scope Chain就是执行上下文的具体表现形式。

Global Code
Scope Chain只包含一个对象,即Global Object。在开始JavaScript代码的执行之前,引擎会创建好这个Scope Chain结构。

Function Code
函数对象在内部都有一个[[Scope]]属性,用来记录该函数所处位置的Scope Chain。
创建函数对象时,引擎会将当前执行环境的Scope Chain传给Function的[[Construct]]方法。[[Construct]]会创建一个新的Scope Chain,内容与传入的Scope Chain完全一样,并赋给被创建函数的内部[[Scope]]属性。在前面函数对象创建过程一节中,这个处理位于步骤4和5之间。
进入函数调用时,也会创建一个新的Scope Chain,包括同一个函数的递归调用,退出函数时这个Scope Chain被丢弃。新建的Scope Chain第一个对象是Activation Object,接下来的内容与内部[[Scope]]上存储的Scope Chain内容完全一样。

Eval Code
进入Eval Code执行时会创建一个新的Scope Chain,内容与当前执行上下文的Scope Chain完全一样。

实例说明
Scope Chain的原理就上面这些,必须结合JS代码的执行、Variable Instantiation的细节处理,才能理解上面这些如何产生作用,下面用一个简单的场景来综合说明。假设下面是一段JavaScript的Global Code:
复制代码 代码如下:

var outerVar1="variable in global code";
function fn1(arg1, arg2){
var innerVar1="variable in function code";
function fn2() { return outerVar1+" - "+innerVar1+" - "+" - "+(arg1 + arg2); }
return fn2();
}
var outerVar2=fn1(10, 20);

执行处理过程大致如下:
1. 初始化Global Object即window对象,Variable Object为window对象本身。创建Scope Chain对象,假设为scope_1,其中只包含window对象。
2. 扫描JS源代码(读入源代码、可能有词法语法分析过程),从结果中可以得到定义的变量名、函数对象。按照扫描顺序:
2.1 发现变量outerVar1,在window对象上添加outerVar1属性,值为undefined;
2.2 发现函数fn1的定义,使用这个定义创建函数对象,传给创建过程的Scope Chain为scope_1。将结果添加到window的属性中,名字为fn1,值为返回的函数对象。注意fn1的内部[[Scope]]就是scope_1。另外注意,创建过程并不会对函数体中的JS代码做特殊处理,可以理解为只是将函数体JS代码的扫描结果保存在函数对象的内部属性上,在函数执行时再做进一步处理。这对理解Function Code,尤其是嵌套函数定义中的Variable Instantiation很关键;
2.3 发现变量outerVar2,在window对象上添加outerVar2属性,值为undefined;
3. 执行outerVar1赋值语句,赋值为"variable in global code"。
4. 执行函数fn1,得到返回值:
4.1 创建Activation Object,假设为activation_1;创建一个新的Scope Chain,假设为scope_2,scope_2中第一个对象为activation_1,第二个对象为window对象(取自fn1的[[Scope]],即scope_1中的内容);
4.2 处理参数列表。在activation_1上设置属性arg1、arg2,值分别为10、20。创建arguments对象并进行设置,将arguments设置为activation_1的属性;
4.3 对fn1的函数体执行类似步骤2的处理过程:
4.3.1 发现变量innerVar1,在activation_1对象上添加innerVar1属性,值为undefine;
4.3.2 发现函数fn2的定义,使用这个定义创建函数对象,传给创建过程的Scope Chain为scope_2(函数fn1的Scope Chain为当前执行上下文的内容)。将结果添加到activation_1的属性中,名字为fn2,值为返回的函数对象。注意fn2的内部[[Scope]]就是scope_2;
4.4 执行innerVar1赋值语句,赋值为"variable in function code"。
4.5 执行fn2:
4.5.1 创建Activation Object,假设为activation_2;创建一个新的Scope Chain,假设为scope_3,scope_3中第一个对象为activation_2,接下来的对象依次为activation_1、window对象(取自fn2的[[Scope]],即scope_2);
4.5.2 处理参数列表。因为fn2没有参数,所以只用创建arguments对象并设置为activation_2的属性。
4.5.3 对fn2的函数体执行类似步骤2的处理过程,没有发现变量定义和函数声明。
4.5.4 执行函数体。对任何一个变量引用,从scope_3上进行搜索,这个示例中,outerVar1将在window上找到;innerVar1、arg1、arg2将在activation_1上找到。
4.5.5 丢弃scope_3、activation_2(指它们可以被垃圾回收了)。
4.5.6 返回fn2的返回值。
4.6 丢弃activation_1、scope_2。
4.7 返回结果。
5. 将结果赋值给outerVar2。

其它情况下Scope Chain、Variable Instantiation处理类似上面的过程进行分析就行了。

根据上面的实例说明,就可以解释下面这个测试代码的结果:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function fn(obj){
return {
//test whether exists a local variable "outerVar" on obj
exists: Object.prototype.hasOwnProperty.call(obj, "outerVar"),
//test the value of the variable "outerVar"
value: obj.outerVar
};
}
var result1 = fn(window);
var outerVar = "WWW";
var result2 = fn(window);

document.write(result1.exists + " " + result1.value); //result: true undefined
document.write("
");
document.write(result2.exists + " " + result2.value); //result: true WWWresult1调用的地方,outerVar声明和赋值的语句还没有被执行,但是测试结果window对象已经拥有一个本地属性outerVar,其值为undefined。result2的地方outerVar已经赋值,所以window.outerVar的值已经有了。实际使用中不要出现这种先使用,后定义的情况,否则某些情况下会有问题,因为会涉及到一些规范中没有提及,不同厂商实现方式上不一致的地方。

一些特殊处理
1. with(obj) { ... }这个语法的实现方式,是在当前的Scope Chain最前面位置插入obj这个对象,这样就会先在obj上搜索是否有相应名字的属性存在。其它类似的还有catch语句。
2. 前面对arguments对象的详细说明中,提到了对函数递归调用的支持问题,了解到了匿名函数使用arguments.callee来实现引用自己,而命名函数可以在函数体内引用自己,根据上面Scope Chain的工作原理我们还无法解释这个现象,因为这里有个特殊处理。
任何时候创建一个命名函数对象时,JavaScript引擎会在当前执行上下文Scope Chain的最前面插入一个对象,这个对象使用new Object()方式创建,并将这个Scope Chain传给Function的构造函数[[Construct]],最终创建出来的函数对象内部[[Scope]]上将包含这个object对象。创建过程返回之后,JavaScript引擎在object上添加一个属性,名字为函数名,值为返回的函数对象,然后从当前执行上下文的Scope Chain中移除它。这样函数对象的Scope Chain中第一个对象就是对自己的引用,而移除操作则确保了对函数对象创建处Scope Chain的恢复。

this关键字处理
执行上下文包含的另一个概念是this关键字。
Global Code中this关键字为Global Object;函数调用时this关键字为调用者,例如obj1.fn1(),在fn1中this对象为obj1;Eval Code中this关键字为当前执行上下文的Variable Object。

在函数调用时,JavaScript提供一个让用户自己指定this关键字值的机会,即每个函数都有的call、apply方法。例如:
fn1.call(obj1, arg1, arg2, ...)或者fn1.apply(obj1, argArray),都是将obj1作为this关键字,调用执行fn1函数,后面的参数都作为函数fn1的参数。如果obj1为null或undefined,则Global Object将作为this关键字的值;如果obj1不是Object类型,则转化为Object类型。它们之间的唯一区别在于,apply允许以数组的方式提供各个参数,而call方法必须一个一个参数的给。
前面的测试示例代码中有多处运用到了这个方法。例如window对象并没有hasOwnProperty方法,使用Object.prototype.hasOwnProperty.call(window, "propertyName")也可以测试它是否拥有某个本地属性。

JavaScript中的闭包Closures
示例:
复制代码 代码如下:

//Passed in FF2.0, IE7, Opera9.25, Safari3.0.4
function outer(){
var a="aaa";
var b="bbb";
return function(){ return a + " " + b; };
}
var inner=outer();
document.write(inner());outer返回的是一个内嵌函数,内嵌函数使用了outer的局部变量a和b。照理outer的局部变量在返回时就超出了作用域因此inner()调用无法使用才对。这就是闭包Closure,即函数调用返回了一个内嵌函数,而内嵌函数引用了外部函数的局部变量、参数等这些应当被关闭(Close)了的资源。

根据前面Scope Chain的理解可以解释,返回的内嵌函数已经持有了构造它时的Scope Chain,虽然outer返回导致这些对象超出了作用域、生存期范围,但JavaScript使用自动垃圾回收来释放对象内存: 按照规则定期检查,对象没有任何引用才被释放。因此上面的代码能够正确运行。
Related labels:
source:php.cn
Statement of this Website
The content of this article is voluntarily contributed by netizens, and the copyright belongs to the original author. This site does not assume corresponding legal responsibility. If you find any content suspected of plagiarism or infringement, please contact admin@php.cn
Popular Tutorials
More>
Latest Downloads
More>
Web Effects
Website Source Code
Website Materials
Front End Template