js--作用域和作用域链

  • 前天被问到作用域链的知识,感觉有个大概的认识,但是转化为语言就无法调理清楚地讲述出来,回来后决定恶补功课,在此做个笔记。
  • 注:笔记有部分内容摘抄自其他技术博客,如觉得有被侵权,我会立马删除。

变量对象

  • 首先要理解变量对象是什么,代码在执行时都会经历先创建再执行的过程,在创建时,就会建立一个变量对象,里面包括arguments、本函数内部声明的函数、本函数内部声明的变量、函数形参等。
  • 用图像表示就是:
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再举个例子:
function outerFun (arg1, arg2) {
var outerV1 = 1
var outerV2 = 2
function innerFun1 () {
var innerV1 = 3;
var innerV2 = 4;
console.log('i am innerFun1...')
}
function innerFun2 () {
console.log('i am innerFun2...')
}
function outerV2 () {
return 'i am outerV2'
}
}
outerFun()


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活动对象

  • 个人觉得就是指的变量对象,只不过变量对象是在创建时候的术语,而活动对象是指在执行状态的对象。

[[scope]]属性

  • [[scope]]是所有外层函数(执行环境)的变量对象的层级链。

  • [[scope]]属性在函数创建时被存储,永远不变,直到函数被销毁。函数可以不被调用,但该属性一直存在。

  • 与作用域链相比,作用域链是活动的执行环境的一个属性,而[[scope]]是函数的属性。

  • 举个例子:
    function add(num1,num2) { var sum = num1 + num2; return sum; }

  • add函数是定义在全局环境里面的,所以在创建时,它的作用域链里面的第一个指针会指向一个全局对象,该全局对象包含了所有的全局变量。

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作用域链

  • 刚刚也说了,作用域链是执行环境的一个属性,当函数开始执行时,就要在执行环境中建立作用域链,首先通过复制[[scope]]属性中的对象,来构建起执行环境的初始作用域。然后将当前函数的活动对象(包含本函数内部的变量、this、arguments等对象)等推入作用域链的顶端。
  • 继续上面的例子:
  • 当开始执行函数add(5,10)时,会创建一个称为“执行上下文(execution context)”的内部对象,也就是add.execution_context,它是属于add的一个对象。
  • 这个对象有一个Scope Chain指针指向作用域链,这个作用域链根据[[scope]]来进行初始化,然后将自己的活动对象也推入作用域链。( 该对象包含了该函数环境中的所有局部变量、函数方法、命名参数以及this,arguments等)
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  • 函数每执行一次,它的执行上下文都会被重新创建,到函数运行结束时,又再销毁。

  • 对于在函数内部作为返回值被返回的闭包函数,在其被返回以后,它的作用域链就被初始化了,此时包含外层函数的活动对象、全局变量对象,至于它自己的活动对象,是在调用的时候才建立的。最终它的作用域链里面会有3个对象,依次是:自己的活动对象、外层行数的活动对象、全局变量对象。

  • 在函数执行过程中,每遇到一个变量,都会经历一次标识符解析过程以决定从哪里获取和存储数据。该过程从作用域链头部,也就是从活动对象开始搜索,查找同名的标识符,如果找到了就使用这个标识符对应的变量,如果没找到继续搜索作用域链中的下一个对象,如果搜索完所有对象都未找到,则认为该标识符未定义。函数执行过程中,每个标识符都要经历这样的搜索过程。
改变作用域链
  • 函数每次执行时对应的运行期上下文都是独一无二的,所以多次调用同一个函数就会导致创建多个运行期上下文,当函数执行完毕,执行上下文会被销毁。每一个运行期上下文都和一个作用域链关联。一般情况下,在运行期上下文运行的过程中,其作用域链只会被 with 语句和 catch 语句影响。
  • with语句是对象的快捷应用方式,用来避免书写重复代码。例如:
    function initUI(){
    with(document){
    var bd=body,
    links=getElementsByTagName("a"),
    i=0,
    len=links.length;
    while(i < len){
    update(links[i++]);
    }
    getElementById("btnInit").onclick=function(){
    doSomething();
    };
    }
    }
  • 这里使用width语句来避免多次书写document,看上去更高效,实际上产生了性能问题。
  • 当代码运行到with语句时,运行期上下文的作用域链临时被改变了。一个新的可变对象被创建,它包含了参数指定的对象的所有属性。这个对象将被推入作用域链的头部,这意味着函数的所有局部变量现在处于第二个作用域链对象中,因此访问代价更高了。如下图所示:
Paste_Image.png
  • 因此在程序中应避免使用with语句,在这个例子中,只要简单的把document存储在一个局部变量中就可以提升性能。

  • 另外一个会改变作用域链的是try-catch语句中的catch语句。当try代码块中发生错误时,执行过程会跳转到catch语句,然后把异常对象推入一个可变对象并置于作用域的头部。在catch代码块内部,函数的所有局部变量将会被放在第二个作用域链对象中。示例代码:

  •   try{
      doSomething();
      }catch(ex){
      alert(ex.message); //作用域链在此处改变
      }
    
  • 请注意,一旦catch语句执行完毕,作用域链机会返回到之前的状态。try-catch语句在代码调试和异常处理中非常有用,因此不建议完全避免。你可以通过优化代码来减少catch语句对性能的影响。一个很好的模式是将错误委托给一个函数处理,例如:

  • try{
        doSomething();
    }catch(ex){
        handleError(ex); //委托给处理器方法
    }
    
  • 优化后的代码,handleError方法是catch子句中唯一执行的代码。该函数接收异常对象作为参数,这样你可以更加灵活和统一的处理错误。由于只执行一条语句,且没有局部变量的访问,作用域链的临时改变就不会影响代码性能了。

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