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JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧

作者:用户 来源:互联网 时间:2016-12-06 15:12:54

javascript对象模型

JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧 - 摘要: 本文讲的是JavaScript 对象模型 执行模型_javascript技巧, 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

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-javascript对象模型
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:

//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:

//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-javascript 对象
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:

//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-javascript 面向对象
供参考的实现方案:

//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:

//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-javascript json对象
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:

//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:

//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:

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:

//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 WWW

result1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:

//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。

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