JavaScript运行机制浅析

更新日期: 2020-07-02阅读: 1.5k标签: 机制

从一个简单的问题谈起:

<script type="text/javascript">     
alert(i);   
var i = 1;     
</script>

输出结果是undefined, 这种现象被称成“预解析”:JavaScript引擎会优先解析var变量和function定义。在预解析完成后,才会执行代码。如果一个文档流中包含多个script代码段(用script标签分隔的js代码或引入的js文件)


运行顺序是:

step1. 读入第一个代码段
step2. 做语法分析,有错则报语法错误(比如括号不匹配等),并跳转到step5
step3. 对var变量和function定义做“预解析”(永远不会报错的,因为只解析正确的声明)
step4. 执行代码段,有错则报错(比如变量未定义)
step5. 如果还有下一个代码段,则读入下一个代码段,重复step2
step6. 结束

上面的分析,已经能解释很多问题了,但老觉得欠缺点什么。比如step3里,“预解析”究竟是怎么回事?还有step4里,看下面的例子:

<script type="text/javascript">     
alert(i); // error: i is not defined.     
i = 1;     
</script>

为什么第一句会导致错误?JavaScript中,变量不是可以不定义吗?


编译过程

时间如白马过隙,书柜旁翻开恍如隔世般的《编译原理》,熟悉而又陌生的空白处有着这样的笔记:

对于传统编译型语言来说,编译步骤分为:词法分析、语法分析、语义检查、代码优化和字节生成。

但对于解释型语言来说,通过词法分析和语法分析得到语法树后,就可以开始解释执行了。

简单地说,词法分析是将字符流(char stream)转换为记号流(token stream), 比如将c = a – b;转换为:

NAME "c" 
EQUALS  
NAME "a" 
MINUS  
NAME "b" 
SEMICOLON

上面只是示例,更进一步的了解请查看 Lexical Analysis.

《JavaScript权威指南》的第2章,讲的就是词法结构(Lexical Structure),ECMA-262 中也有描述。词法结构是一门语言的基础,很容易掌握。至于词法分析的实现那是另一个研究领域,在此不探究。

可以拿自然语言来类比,词法分析是一对一的硬性翻译,比如一段英文,逐词翻译成中文,得到的是一堆记号流,还很难理解。进一步的翻译,就需要语法分析了,下图是一个条件语句的语法树:

构造语法树的时候,如果发现无法构造,比如if(a { i = 2; }, 就会报语法错误,并结束整个代码块的解析,这就是本文开头部分的step2.

通过语法分析,构造出语法树后,翻译出来的句子可能还会有模糊不清的地方,接下来还需要进一步的语义检查。对于传统强类型语言来说,语义检查的主要部分是类型检查,比如函数的实参和形参类型是否匹配。对于弱类型语言来说,这一步可能没有(精力有限,没时间去看JS的引擎实现,不敢确定JS引擎中是否有语义检查这一步)。

通过上面的分析可以看出,对于JavaScript引擎来说,肯定有词法分析和语法分析,之后可能还有语义检查、代码优化等步骤,等这些编译步骤完成之后(任何语言都有编译过程,只是解释型语言没有编译成二进制代码),才会开始执行代码。

上面的编译过程,还是无法更深入的解释文章开头部分的“预解析”,我们还得仔细探究下JavaScript代码的执行过程。


执行过程

周爱民在《JavaScript语言精髓与编程实践》的第二部分,对此有非常仔细的分析。下面是我的一些领悟:

通过编译,JavaScript代码已经翻译成了语法树,然后会立刻按照语法树执行。

进一步的执行过程,需要理解JavaScript的作用域机制,JavaScript采用的是词法作用域(lexcical scope)。通俗地讲,就是JavaScript变量的作用域是在定义时决定而不是执行时决定,也就是说词法作用域取决于源码,编译器通过静态分析就能确定,因此词法作用域也叫做静态作用域(static scope)。但需要注意,with和eval的语义无法仅通过静态技术实现,实际上,只能说JS的作用域机制非常接近lexical scope.

JS引擎在执行每个函数实例时,都会创建一个执行环境(execution context)。execution context中包含一个调用对象(call object), 调用对象是一个scriptObject结构,用来保存内部变量表varDecls、内嵌函数表funDecls、父级引用列表upvalue等语法分析结构(注意:varDecls和funDecls等信息是在语法分析阶段就已经得到,并保存在语法树中。函数实例执行时,会将这些信息从语法树复制到 scriptObject上)。scriptObject是与函数相关的一套静态系统,与函数实例的生命周期保持一致。

lexical scope是JS的作用域机制,还需要理解它的实现方法,这就是作用域链(scope chain)。scope chain是一个name lookup机制,首先在当前执行环境的scriptObject中寻找,没找到,则顺着upvalue到父级scriptObject中寻找,一直 lookup到全局调用对象(global object)。

当一个函数实例执行时,会创建或关联到一个闭包(closure)。 scriptObject用来静态保存与函数相关的变量表,closure则在执行期动态保存这些变量表及其运行值。closure的生命周期有可能比函数实例长。函数实例在活动引用为空后会自动销毁,closure则要等要数据引用为空后,由JS引擎回收(有些情况下不会自动回收,就导致了内存泄漏)。

别被上面的一堆名词吓住,一旦理解了执行环境、调用对象、闭包、词法作用域、作用域链这些概念,JS语言的很多现象都能迎刃而解。


小结

至此,对于文章开头部分的疑问,可以解释得很清楚了:

step3中所谓的“预解析”,其实是在step2的语法分析阶段完成,并存储在语法树中。当执行到函数实例时,会将varDelcs和funcDecls从语法树中复制到执行环境的scriptObject上。

step4中,未定义变量意味着在scriptObject的变量表中找不到,JS引擎会沿着scriptObject的upvalue往上寻找,如果都没找到,对于写操作i = 1; 最后就会等价为 window.i = 1; 给window对象新增了一个属性。对于读操作,如果一直追溯到全局执行环境的scriptObject上都找不到,就会产生运行期错误。

理解后,雾散花开,天空一片晴朗。

最后,留个问题给大家:

<script type="text/javascript">     
var arg = 1;     
function foo(arg) {     
alert(arg);     
var arg = 2;     
}     
foo(3);     
</script>

请问alert的输出是什么?


链接: https://www.fly63.com/article/detial/9547

浅析前端页面渲染机制

作为一个前端开发,最常见的运行环境应该是浏览器吧,为了更好的通过浏览器把优秀的产品带给用户,也为了更好的发展自己的前端职业之路,有必要了解从我们在浏览器地址栏输入网址到看到页面这期间浏览器是如何进行工作的

这一次,彻底弄懂 JavaScript 执行机制

javascript是一门单线程语言,Event Loop是javascript的执行机制.牢牢把握两个基本点,以认真学习javascript为中心,早日实现成为前端高手的伟大梦想!

创建js hook钩子_js中的钩子机制与实现

钩子机制也叫hook机制,或者你可以把它理解成一种匹配机制,就是我们在代码中设置一些钩子,然后程序执行时自动去匹配这些钩子;这样做的好处就是提高了程序的执行效率,减少了if else 的使用同事优化代码结构

小程序的更新机制_如何实现强制更新?

在讲小程序的更新机制之前,我们需要先了解小程序的2种启动模式,分别为:冷启动和热启动。小程序不同的启动方式,对应的更新情况不不一样的。无论冷启动,还是热启动。小程序都不会马上更新的,如果我们需要强制更新,需要如何实现呢?

基于JWT的Token认证机制实现及安全问题

JSON Web Token(JWT)是一个非常轻巧的规范。这个规范允许我们使用JWT在用户和服务器之间传递安全可靠的信息。其JWT的组成:一个JWT实际上就是一个字符串,它由三部分组成,头部、载荷与签名。

web前端-JavaScript的运行机制

本文介绍JavaScript运行机制,JavaScript语言的一大特点就是单线程,也就是说,同一个时间只能做一件事。单线程就意味着,所有任务需要排队,前一个任务结束,才会执行后一个任务。

轮询机制解决后端任务回调问题

现在有一个需求,前端有一个按钮,点击以后会调用后端一个接口,这个接口会根据用户的筛选条件去hadoop上跑任务,将图片的base64转为img然后打包成zip,生成一个下载连接返回给前端,弹出下载框。hadoop上的这个任务耗时比较久

JavaScript预解释是一种毫无节操的机制

js代码执行之前,浏览器首先会默认的把所有带var和function的进行提前的声明或者定义:1.理解声明和定义、2.对于带var和function关键字的在预解释的时候操作不一样的、3.预解释只发生在当前的作用域下

js对代码解析机制

脚本执行js引擎都做了什么呢?1.语法分析 2.预编译 3.解释执行。在执行代码前,还有两个步骤;语法分析很简单,就是引擎检查你的代码有没有什么低级的语法错误 ,查找全局变量声明(包括隐式全局变量声明,省略var声明),变量名作全局对象的属性,值为undefined

web认证机制

以前对认证这方面的认识一直不太深刻,不清楚为什么需要token这种认证,为什么不简单使用session存储用户登录信息等。最近读了几篇大牛的博客才对认证机制方面有了进一步了解。

点击更多...

内容以共享、参考、研究为目的,不存在任何商业目的。其版权属原作者所有,如有侵权或违规,请与小编联系!情况属实本人将予以删除!