图文并茂详解Javascript上下文与作用域
日期:2015-07-16点击次数:2076
本文尝试阐述Javascript中的上下文与作用域背后的机制,主要涉及到执行上下文(execution context)、作用域链(scope chain)、闭包(closure)、this
等概念。
Execution context
执行上下文(简称上下文)决定了Js执行过程中可以获取哪些变量、函数、数据,一段程序可能被分割成许多不同的上下文,每一个上下文都会绑定一个变 量对象(variable object),它就像一个容器,用来存储当前上下文中所有已定义或可获取的变量、函数等。位于最顶端或最外层的上下文称为全局上下文(global context),全局上下文取决于执行环境,如Node中的global
和Browser中的window
:
需要注意的是,上下文与作用域(scope)是不同的概念。Js本身是单进程的,每当有function被执行时,就会产生一个新的上下文,这一上 下文会被压入Js的上下文堆栈(context stack)中,function执行结束后则被弹出,因此Js解释器总是在栈顶上下文中执行。在生成新的上下文时,首先会绑定该上下文的变量对象,其中 包括arguments
和该函数中定义的变量;之后会创建属于该上下文的作用域链(scope chain),最后将this
赋予这一function所属的Object,这一过程可以通过下图表示:
this
上文提到this
被赋予function所属的Object,具体来说,当function是定义在global对中时,this
指向global;当function作为Object的方法时,this
指向该Object:
-
var x = 1;
-
var f = function(){
-
console.log(this.x);
-
}
-
f();
-
-
var ff = function(){
-
this.x = 2;
-
console.log(this.x);
-
}
-
ff();
-
x
-
-
var o = {x: "o's x", f: f};
-
o.f();
上文提到,在function被执行时生成新的上下文时会先绑定当前上下文的变量对象,再创建作用域链。我们知道function的定义是可以嵌套 在其他function所创建的上下文中,也可以并列地定义在同一个上下文中(如global)。作用域链实际上就是自下而上地将所有嵌套定义的上下文所 绑定的变量对象串接到一起,使嵌套的function可以“继承”上层上下文的变量,而并列的function之间互不干扰:
-
var x = 'global';
-
function a(){
-
var x = "a's x";
-
function b(){
-
var y = "b's y";
-
console.log(x);
-
};
-
b();
-
}
-
function c(){
-
var x = "c's x";
-
function d(){
-
console.log(y);
-
};
-
d();
-
}
-
a();
-
c();
-
x
-
y
Closure
如果理解了上文中提到的上下文与作用域链的机制,再来看闭包的概念就很清楚了。每个function在调用时会创建新的上下文及作用域链,而作用域 链就是将外层(上层)上下文所绑定的变量对象逐一串连起来,使当前function可以获取外层上下文的变量、数据等。如果我们在function中定义 新的function,同时将内层function作为值返回,那么内层function所包含的作用域链将会一起返回,即使内层function在其他 上下文中执行,其内部的作用域链仍然保持着原有的数据,而当前的上下文可能无法获取原先外层function中的数据,使得function内部的作用域 链被保护起来,从而形成“闭包”。看下面的例子:
-
var x = 100;
-
var inc = function(){
-
var x = 0;
-
return function(){
-
console.log(x++);
-
};
-
};
-
-
var inc1 = inc();
-
var inc2 = inc();
-
-
inc1();
-
inc1();
-
inc2();
-
inc1();
-
inc2();
-
x;
执行过程如下图所示,inc
内部返回的匿名function在创建时生成的作用域链包括了inc
中的x
,即使后来赋值给inc1
和inc2
之后,直接在global context
下调用,它们的作用域链仍然是由定义中所处的上下文环境决定,而且由于x
是在function inc
中定义的,无法被外层的global context
所改变,从而实现了闭包的效果:
this in closure
我们已经反复提到执行上下文和作用域实际上是通过function创建、分割的,而function中的this
与作用域链不同,它是由**执行该function时**当前所处的Object环境所决定的,这也是this
最容易被混淆用错的一点。一般情况下的例子如下:
-
var name = "global";
-
var o = {
-
name: "o",
-
getName: function(){
-
return this.name
-
}
-
};
-
o.getName();
由于执行o.getName()
时getName
所绑定的this
是调用它的o
,所以此时this == o
;更容易搞混的是在closure条件下:
-
var name = "global";
-
var oo = {
-
name: "oo",
-
getNameFunc: function(){
-
return function(){
-
return this.name;
-
};
-
}
-
}
-
oo.getNameFunc()();
此时闭包函数被return
后调用相当于:
-
getName = oo.getNameFunc();
-
getName();
换一个更明显的例子:
-
var ooo = {
-
name: "ooo",
-
getName: oo.getNameFunc()
-
};
-
ooo.getName();
当然,有时候为了避免闭包中的this
在执行时被替换,可以采取下面的方法:
-
var name = "global";
-
var oooo = {
-
name: "ox4",
-
getNameFunc: function(){
-
var self = this;
-
return function(){
-
return self.name;
-
};
-
}
-
};
-
oooo.getNameFunc()();
或者是在调用时强行定义执行的Object:
-
var name = "global";
-
var oo = {
-
name: "oo",
-
getNameFunc: function(){
-
return function(){
-
return this.name;
-
};
-
}
-
}
-
oo.getNameFunc()();
-
oo.getNameFunc().bind(oo)();
总结
Js是一门很有趣的语言,由于它的很多特性是针对HTML中DOM的操作,因而显得随意而略失严谨,但随着前端的不断繁荣发展和Node的兴 起,Js已经不再是“toy language”或是jQuery时代的“CSS扩展”,本文提到的这些概念无论是对新手还是从传统Web开发中过度过来的Js开发人员来说,都很容易 被混淆或误解,希望本文可以有所帮助。
写这篇总结的原因是我在Github上分享的Learn javascript in one picture,刚开始有人质疑这只能算是一张语法表(syntax cheat sheet),根本不会涉及更深层的闭包、作用域等内容,但是出乎意料的是这个项目竟然获得3000多个star,所以不能虎头蛇尾,以上。(文/rainyear的博客)