了解JS中的执行上下文、执行栈、事件循环
本篇文章带大家了解一下Javascript中的执行上下文和执行栈、事件循环。有一定的参考价值,有需要的朋友可以参考一下,希望对大家有所帮助。
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、 还是执行栈
,它在规范中的概念都很抽象,很多内容的理解实际靠的都是想象力,若有错误之处,还请指正。
执行上下文
简而言之,执行上下文(Execution Context)是正在运行的可执行代码所处环境的抽象,用于追踪一段代码中变量的求值。这是我总结过来的概念,可能有些不准确,也可以参考真正的规范定义。
不过总的来说,有三个关键点:
只有可执行代码才会有执行上下文
执行上下文是有状态的:运行状态(Perform)、挂起状态(Suspend)以及恢复(Resume)。处于Perfrom状态的执行上下文称之为运行时执行上下文(Running Execution Context)
执行上下文完全不等价于词法环境,硬说关系,也只是前者引用了后者而已。
执行一个JS脚本时,可以有多个执行上下文存在,但是 运行时上下文只有唯一一个(异步也是如此,至于为什么提了四个……三大天王有四个不是常识么……)。
并且ES规范中规定,可执行代码有下面几个:
全局代码
函数代码
Eval语句
模块代码
换言之,看以下代码:
var g=111 function f(){ console.log(g); for(let i =0; i < 10; i++){ console.log(i); } } f(); /// (*)
如果上面的代码运行,只会产生两个执行上下文:
全局
函数f
但是如果将标注(*)
的行注释掉,那么最终只有一个执行上下文,因为函数f
根本就不会执行,自然就不会有相应的执行上下文了。里面唯一一个迷惑的是,就是for-loop
了,但它根本不是可执行代码,所以它是函数执行上下文的一部分。
执行上下文的重要组成部分
一个执行上下文,可以抽象为:
ExecutionContext = { State: <> LexEnv = { This:< ... > , OuterEnv:< ... > , DecRec:{ //... identifiername-variable } } VaEnv = { This:< ... > , OuterEnv:< ... > , VarRec:{ //... identifiername-variable } } }
事实上,在一个执行上下文中有两个相当重要的组件:LexicalEnvironmentComponent
(词法环境组件)和VariableEnvironmentComponent
(变量环境组件)。词法环境组件指向当前代码中的词法环境(LexEnv
), 变量环境组件指向当前代码的变量环境(VarEnv
)。
关于执行上下文不得不说的二三事中,有一个很重要的部分就是作用域链,但是在执行上下文中并没有看到相关内容。不过作用域链的确存在,它就在[[Scope]]
内部属性中,通过浏览器可以直接看到。
不过也可以这样理解,在一个执行上下文被创建时,不仅会创建当前词法环境的LexEnv
,也会创建LexEnv.OutEnv
、LexEnv.OutEnv.OutEnv
…,直至延伸到全局为止。
执行上下文的创建与销毁
1、创建一个新执行上下文(ExecutionContext , EC)
2、创建当前词法环境(LexEnv 和 VarEnv )
3、将该执行上下文的LexicalEnvironmentComponent
和VariableEnvironmentComponent
指向当前环境下的LexEnv
和VarEnv
中。
4、将新执行上下文推入执行栈
中,并成为运行时执行上下文。
5、对可执行代码块内的标识符进行实例化和初始化:
收集当前词法环境内所有声明的标识符归入DecRec中,所有var
声明的标识符归入VarNames
集合中,在此阶段会进行标识符名检测,若与let/const/...
声明的标识符与VarNames
中的标识符重复, 报错。
将DecRec
中的标识符进行实例化,并设为uninitialized
。VarNames
中的标识符绑定在ObjRec
中,实例化后直接初始化为undefined
。
对于function
声明的函数,将直接指向函数对象,并也会绑定到ObjRec中,这是浏览器默认行为。
6、运行代码。
非var声明的标识符会在声明处进行初始化(默认为undefined
)。
完成所有变量的赋值,并可能会一直在变化。
7、运行完毕从执行栈
中弹出。
备注:
关于This
绑定,大部分情况可以用过去的说法解释,然而某些情况下却不尽然。闭包我会在下一篇介绍。执行上下文,我个人认为并不如何重要,但是却能在许多情形下起到极为关键的作用,所以还是有必要去深入认识一下。关于执行上下文和词法环境的关系,最多是前者引用了后者,仅此而已。诚然,有许多情况没必要用执行上下文来说明,但是永远避免不了违和感。执行栈与事件循环
执行栈(Execution Stack)就是由执行上下文构成的堆栈,类似于Call Stack
。
1、当Javascript引擎
遇到一段可执行代码时,新建一个执行上下文。
2、将它推入执行栈中。并设置为运行时执行上下文。
如果存在其他执行上下文。那么将当前执行上下文挂起然后再将新执行上下文推入执行栈中。3、执行上下文运行完毕,弹出销毁恢复并将原执行上下文设为运行时。
总觉得这些没什么好说的,但是水一下吧
执行栈最重要的部分并非是执行栈概念本身,而是与任务队列的关系,它是事件循环的入门关键概念之一。
众所周知,Javascript语言是单线程的,此处的执行栈就相当于主线程的调用栈,也是唯一一个调用栈,至于什么是主线程可以查阅相关资料,这里有些超纲了……
那么javascript是如何实现异步的?
确切来说,这不是Javascript核心的部分,它是结合浏览器API(如Web Worker, Browser-context了解一下)实现的。
在事件循环中(事件处理过程),有两个极其重要的概念:
任务序列: Task Quenue事件: Event这两个概念,是抽象滴。
在Javascript中,一个任务也可以称之为事件,通常是一个函数回调,由许多任务组成的队列,就是所谓的任务序列了。任务序列有很多分类,例如:作业序列(Job Quenue)、消息序列(Message Quenue),本质没区别。
不必再深入了解,现在需要记住的是:一个任务序列中的任务如果想要被执行,就必须将它取出放入执行栈中。
举一个抽象点的例子:例如下面的代码:
var temp = 10; console.log('push task1'); setTimeout(function task1(){ temp+=10; console.log(temp+'task1 okay! '); },1000) console.log('taskquenue=[task1]; push task2'); setTimeout(function task2(){ temp*=10; console.log(temp+'task2 okay! '); },500) console.log('taskquenue=[task1,task2]; push task3'); setTimeout(function task3(){ temp*= -0.2; console.log(temp+'task3 okay! '); },1500) console.log('taskquenue=[task1, task2,task3]');
输出如下:
push task1 taskquenue=[task1]; push task2 taskquenue=[task1,task2]; push task3 taskquenue=[task1, task2,task3] 100task2 okay! 110task1 okay! -22task3 okay!
setTimeout
是一个定时器,它能够将任务放到任务队列中。如图:
task1
:添加作业
task2
:添加作业
task3
:执行到此处,task1
、task2
和task3
都被放入了任务队列; 然后执行栈全部执行完毕后,开始处理任务队列中的任务。
为什么任务队列中的任务必须在执行栈空时后执行呢?
这里我也不清楚,这毕竟真正涉及了底层内容;只是有些明白为何这样,不过担心误导他人,就算了。一般而言, 关于任务序列的相关概念没有如此简单,还涉及了很多东西,例如阻塞、调度(Schedule)等,这些方面可以参考其他诸如C++
、Java
这类多线程的语言或是看看操作系统这方面的内容。如果只是简单的业务实现,不需要了解这么多底层的东西。现在开始处理任务吧:
处理task2
:处理
task1
:处理
task3
:好了,一个事件循环就这么结束了。
然后Javascript引擎进入休眠阶段(Javascript引擎永不结束!),等待有新的任务执行,然后开始下一个事件循环。
这是我精读Javascript系列第三篇,猝不及防的就到了事件循环,看起来一下子就深入好多好多…… 但是我觉得这才是最不合理程安排,大多的文档都把任务序列和调用栈给分开了,但是在~~_____~~,它们本应该就是一体,不应该以任何方便的理由将它们分开。
深入Javascript, 除了看规范,最好也看下JS引擎的实现文档,有些进阶内容,不在规范中,而是在这些文档里(请自己Google查找,百度也能搜索到)。
如果对Javascript引擎比较感兴趣的,可以参考:
MDN About_JavascriptChromium V8参考Github V8虽然,极其不建议新手一下子看V8源代码,那种头痛欲裂又浑身颤抖不止的感觉实在是过瘾之极啊……
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文章题目:了解JS中的执行上下文、执行栈、事件循环
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