Compréhension approfondie des détails d'exécution de JS

De la définition à l'exécution de JavaScript, le moteur JS effectue beaucoup de travail d'initialisation au niveau de la couche d'implémentation. Par conséquent, avant d'apprendre le mécanisme de fonctionnement du moteur JS, nous devons introduire plusieurs concepts connexes : pile d'environnement d'exécution, objet global. , environnement d'exécution, objet variable, objets actifs, portée et chaîne de portée, etc. Ces concepts sont les composants centraux du moteur JS. Le but de cet article n'est pas de vous expliquer chaque concept isolément, mais d'utiliser une démo simple pour effectuer une analyse et expliquer de manière exhaustive chaque détail du moteur JS, de la définition à l'exécution, ainsi que le rôle que ces concepts y jouent.

var x = 1;  //定义一个全局变量 xfunction A(y){   var x = 2;  //定义一个局部变量 x   function B(z){ //定义一个内部函数 B
       console.log(x+y+z);
   }   return B; //返回函数B的引用}var C = A(1); //执行A,返回BC(1); //执行函数B

Cette démo est une fermeture, et le résultat de l'exécution est 4. Ci-dessous, nous diviserons en initialisation globale, fonction d'exécution A, Exécuter la fonction B Trois étapes pour analyser le mécanisme de fonctionnement du moteur JS :

1. Initialisation globale

Le moteur JS entre dans un. exécutable Lors de l'écriture du code, vous devez effectuer les trois tâches d'initialisation suivantes :

Tout d'abord, créez un objet global (Global Object). Il n'y a qu'une seule copie de cet objet dans le monde. Ses propriétés sont accessibles n'importe où. son existence s'accompagne de couvre tout le cycle de vie de l'application. Lorsque l'objet global est créé, les objets JS couramment utilisés tels que Math, String, Date et document sont utilisés comme attributs. Étant donné que cet objet global n'est pas accessible directement par son nom, il existe une autre fenêtre d'attributs et window est pointée vers elle-même, de sorte que l'objet global soit accessible via window. La structure générale de l'objet global simulé avec du pseudo code est la suivante :

//创建一个全局对象var globalObject = { 
    Math:{},
    String:{},
    Date:{},
    document:{}, //DOM操作    ...
    window:this //让window属性指向了自身}

Ensuite, le moteur JS doit construire une pile d'environnement d'exécution (Execution Context Stack), et à en même temps, créez également un EC d'environnement d'exécution global (Contexte d'exécution) et poussez cet environnement d'exécution global EC dans la pile d'environnement d'exécution. La fonction de la pile d'environnement d'exécution est de garantir que le programme peut être exécuté dans le bon ordre. En JavaScript, chaque fonction possède son propre environnement d'exécution. Lorsqu'une fonction est exécutée, l'environnement d'exécution de la fonction sera poussé en haut de la pile de l'environnement d'exécution et obtiendra les droits d'exécution. Lorsque la fonction termine son exécution, son environnement d'exécution est supprimé du haut de la pile et les droits d'exécution sont renvoyés à l'environnement d'exécution précédent. Nous utilisons du pseudo code pour simuler la relation entre la pile de l'environnement d'exécution et EC :

var ECStack = []; //定义一个执行环境栈，类似于数组var EC = {};   //创建一个执行空间，//ECMA-262规范并没有对EC的数据结构做明确的定义，你可以理解为在内存中分配的一块空间ECStack.push(EC); //进入函数，压入执行环境ECStack.pop(EC);  //函数返回后，删除执行环境

Enfin, le moteur JS crée également un objet variable globale (Varibale Object) VO associé à EC , Et le point VO vers l'objet global VO contient non seulement les attributs d'origine de l'objet global, mais inclut également la variable x définie globalement et la fonction A. En même temps, lors de la définition de la fonction A, un attribut interne est également ajouté à A. portée, et pointez la portée vers VO. Lorsque chaque fonction est définie, un attribut de portée qui lui est associé est créé. La portée pointe toujours vers l'environnement dans lequel la fonction est définie. La structure ECStack à l'heure actuelle est la suivante :

ECStack = [   //执行环境栈
    EC(G) = {   //全局执行环境
        VO(G):{ //定义全局变量对象
            ... //包含全局对象原有的属性
            x = 1; //定义变量x
            A = function(){...}; //定义函数A
            A[[scope]] = this; //定义A的scope，并赋值为VO本身        }
    }
];

2. Fonction d'exécution A

Lorsque l'exécution entre A(1), le moteur JS Le travail suivant doit être effectué :

Tout d'abord, le moteur JS créera l'environnement d'exécution EC de la fonction A, puis l'EC sera poussé en haut de la pile de l'environnement d'exécution et obtiendra l'exécution droits. À l'heure actuelle, il existe deux environnements d'exécution dans la pile d'environnement d'exécution, à savoir l'environnement d'exécution global et l'environnement d'exécution de la fonction A. L'environnement d'exécution de A est en haut de la pile et l'environnement d'exécution global est en bas. de la pile. Ensuite, créez la chaîne de portées (Scope Chain) de la fonction A. En JavaScript, chaque environnement d'exécution possède sa propre chaîne de portées pour la résolution des identifiants. Lorsque l'environnement d'exécution est créé, sa chaîne de portées est initialisée. de la fonction en cours d'exécution.

Ensuite, le moteur JS créera un objet d'activation (Activation Object) AO de la fonction actuelle. L'objet d'activité joue ici le rôle d'un objet variable, mais son nom est différent dans la fonction (on peut le penser). d'un objet variable est un concept général, et l'objet actif en est une branche), AO contient les paramètres formels de la fonction, l'objet arguments, cet objet, et la définition des variables locales et des fonctions internes, puis l'AO sera poussé dans le haut de la chaîne de lunette. Il convient de noter que lors de la définition de la fonction B, le moteur JS ajoutera également un attribut de portée à B et pointera la portée vers l'environnement dans lequel la fonction B est définie. L'environnement dans lequel la fonction B est définie est l'objet actif AO de A. AO est situé à l’avant de la liste chaînée Puisque la liste chaînée est connectée bout à bout, la portée de la fonction B pointe vers toute la chaîne de portée de A. Jetons un coup d'œil à la structure ECStack en ce moment :

ECStack = [   //执行环境栈
    EC(A) = {   //A的执行环境
        [scope]:VO(G), //VO是全局变量对象
        AO(A) : { //创建函数A的活动对象
            y:1,
            x:2,  //定义局部变量x
            B:function(){...}, //定义函数B
            B[[scope]] = this; //this指代AO本身，而AO位于scopeChain的顶端，因此B[[scope]]指向整个作用域链
            arguments:[],//平时我们在函数中访问的arguments就是AO中的arguments            this:window  //函数中的this指向调用者window对象        },
        scopeChain:<AO(A),A[[scope]]>  //链表初始化为A[[scope]],然后再把AO加入该作用域链的顶端,此时A的作用域链：AO(A)->VO(G)    },
    EC(G) = {   //全局执行环境
        VO(G):{ //创建全局变量对象
            ... //包含全局对象原有的属性
            x = 1; //定义变量x
            A = function(){...}; //定义函数A
            A[[scope]] = this; //定义A的scope，A[[scope]] == VO(G)        }
    }
];

三、 执行函数B

函数A被执行以后，返回了B的引用，并赋值给了变量C，执行 C(1) 就相当于执行B(1)，JS引擎需要完成以下工作：

首先，还和上面一样，创建函数B的执行环境EC，然后EC推入执行环境栈的顶部并获取执行权。 此时执行环境栈中有两个执行环境，分别是全局执行环境和函数B的执行环境，B的执行环境在栈顶，全局执行环境在栈的底部。（注意：当函数A返回后，A的执行环境就会从栈中被删除，只留下全局执行环境）然后，创建函数B的作用域链，并初始化为函数B的scope所包含的对象，即包含了A的作用域链。最后，创建函数B的活动对象AO,并将B的形参z, arguments对象 和 this对象作为AO的属性。此时ECStack将会变成这样：ECStack = [ //执行环境栈

    EC(B) = {   //创建B的执行环境,并处于作用域链的顶端
        [scope]:AO(A), //指向函数A的作用域链,AO(A)->VO(G)        var AO(B) = { //创建函数B的活动对象
            z:1,
            arguments:[],            this:window
        }
        scopeChain:<AO(B),B[[scope]]>  //链表初始化为B[[scope]],再将AO(B)加入链表表头，此时B的作用域链：AO(B)->AO(A)-VO(G)    },
    EC(A), //A的执行环境已经从栈顶被删除,
    EC(G) = {   //全局执行环境
        VO:{ //定义全局变量对象
            ... //包含全局对象原有的属性
            x = 1; //定义变量x
            A = function(){...}; //定义函数A
            A[[scope]] = this; //定义A的scope，A[[scope]] == VO(G)        }
    }
];

当函数B执行“x+y+z”时，需要对x、y、z 三个标识符进行一一解析，解析过程遵守变量查找规则：先查找自己的活动对象中是否存在该属性，如果存在，则停止查找并返回；如果不存在，继续沿着其作用域链从顶端依次查找，直到找到为止，如果整个作用域链上都未找到该变量，则返回“undefined”。从上面的分析可以看出函数B的作用域链是这样的：

AO(B)->AO(A)->VO(G)

因此，变量x会在AO(A)中被找到，而不会查找VO(G)中的x，变量y也会在AO(A)中被找到，变量z 在自身的AO(B)中就找到了。所以执行结果：2+1+1=4.

简单的总结语

了解了JS引擎的工作机制之后，我们不能只停留在理解概念的层面，而要将其作为基础工具，用以优化和改善我们在实际工作中的代码，提高执行效率，产生实际价值才是我们的真正目的。就拿变量查找机制来说，如果你的代码嵌套很深，每引用一次全局变量，JS引擎就要查找整个作用域链，比如处于作用域链的最底端window和document对象就存在这个问题，因此我们围绕这个问题可以做很多性能优化的工作，当然还有其他方面的优化，此处不再赘述，本文仅当作抛砖引玉吧！