javascript作用域鏈(ScopeChain)用法實(shí)例解析_javascript技巧

關(guān)于js的作用域鏈，早有耳聞，也曾看過幾篇介紹性的博文，但一直都理解的模棱兩可。近日又精心翻看了一下《悟透Javascript》這本書，覺得寫得太深刻，在“代碼的時(shí)空”一節(jié)里有一段介紹作用域鏈的地方寥寥數(shù)語，回味無窮（其實(shí)還是理解的模棱兩可^_^）。現(xiàn)在整理下自己的讀書筆記，順便借鑒網(wǎng)上資源，寫下來。

一、從一個(gè)簡單的問題說起

下面的js代碼在頁面中運(yùn)行顯示什么結(jié)果：

您的答案是什么？沒錯(cuò)，就是彈出10。我的理解是這樣的，funTest函數(shù)有一個(gè)形參arg，funTest函數(shù)傳入實(shí)參10，alert方法把10彈出就是了，囧。
好，問題又來了：

答案是什么？如果是5年前的我，肯定不會再往下想了，還是10！這么簡單的問題還用想什么呀？我的理解是這樣的：funTest函數(shù)是一個(gè)無參數(shù)的函數(shù)，函數(shù)內(nèi)部通過alert方法，調(diào)用外部（全局）的變量arg,在函數(shù)執(zhí)行前，arg賦值為10，彈出arg值后改變arg值為2，所以彈出值為10。

真的是10嗎？是還是不是？

測試的結(jié)果：彈出“undefined”,瀑布汗.

二、理解作用域鏈，從javascript運(yùn)行機(jī)制說起

1、js的運(yùn)行順序

如果一個(gè)文檔流中包含多個(gè)script代碼段（用script標(biāo)簽分隔的js代碼或引入的js文件），它們的運(yùn)行順序是：

步驟1. 讀入第一個(gè)代碼段（js執(zhí)行引擎并非一行一行地執(zhí)行程序，而是一段一段地分析執(zhí)行的）
步驟2. 做語法分析，有錯(cuò)則報(bào)語法錯(cuò)誤（比如括號不匹配等），并跳轉(zhuǎn)到步驟5
步驟3. 對var變量和function定義做“預(yù)解析”（永遠(yuǎn)不會報(bào)錯(cuò)的，因?yàn)橹唤馕稣_的聲明）
步驟4. 執(zhí)行代碼段，有錯(cuò)則報(bào)錯(cuò)（比如變量未定義）
步驟5. 如果還有下一個(gè)代碼段，則讀入下一個(gè)代碼段，重復(fù)步驟2
步驟6. 結(jié)束

上面的分析已經(jīng)足夠清楚，步驟二、三和步驟四里的紅色字體可能是我們新手理解上的一個(gè)盲點(diǎn)，尤其是步驟三的“預(yù)解析”，如果不清楚什么叫預(yù)解析，總覺得不踏實(shí)。而步驟四的“有錯(cuò)則報(bào)錯(cuò)”也是經(jīng)常碰到的。舉例來說：

上面這段代碼執(zhí)行時(shí)，彈出“undefined”，也就是說arg沒有定義，js的變量不是不用定義也可以嗎？

2、語法分析和“預(yù)解析”

（1）、從解釋型語言的編譯過程說起

眾所周知，javascript是解釋型語言，它不同于c#和java等編譯型語言。對于傳統(tǒng)編譯型語言來說，編譯步驟分為：詞法分析、語法分析、語義檢查、代碼優(yōu)化和字節(jié)生成；但對于解釋型語言來說，通過詞法分析和語法分析得到語法樹后，就可以開始解釋執(zhí)行了。

a、詞法分析

簡單地說，詞法分析是將字符流(char stream)轉(zhuǎn)換為記號流(token stream)。
但是這個(gè)轉(zhuǎn)換過程并不是可以用一句話就可以概括的那么簡單，我們可以試著用偽代碼理解一段簡單的程序：

代碼var result=x-y;的轉(zhuǎn)換大致可以表示如下：

NAME "result"
EQUALS
NAME "x"
MINUS
NAME "y"
SEMICOLON

b、語法分析

簡單地說，語法分析就是為了構(gòu)造合法的語法分析樹，而語法分析樹可以直觀地表示出推導(dǎo)的過程。

那么什么是語法分析樹？簡單地說，就是程序推導(dǎo)過程的描述。但是到底什么是語法樹，請參考專業(yè)文章，本篇略過。

c、其他

通過語法分析，構(gòu)造出語法分析樹后，接下來還可能需要進(jìn)一步的語義檢查。對于傳統(tǒng)強(qiáng)類型語言來說，語義檢查的主要部分是類型檢查，比如函數(shù)的實(shí)參和形參類型是否匹配等等。
結(jié)論：通過上面的分析可以看出，對于javascript引擎來說，肯定有詞法分析和語法分析，之后可能還有語義檢查、代碼優(yōu)化等步驟，等這些編譯步驟完成之后（任何語言都有編譯過程，只是解釋型語言沒有編譯成二進(jìn)制代碼），才會開始執(zhí)行代碼。

（2）、執(zhí)行過程

a、javascript的作用域機(jī)制

通過編譯，javascript代碼已經(jīng)翻譯成了語法樹，然后會立刻按照語法樹執(zhí)行。

進(jìn)一步的執(zhí)行過程，需要理解javascript的作用域機(jī)制：詞法作用域（lexcical scope）。通俗地講，就是javascript變量的作用域是在定義時(shí)決定而不是執(zhí)行時(shí)決定，也就是說詞法作用域取決于源碼，編譯器通過靜態(tài)分析就能確定，因此詞法作用域也叫做靜態(tài)作用域（static scope）。但需要注意，with和eval的語義無法僅通過靜態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，所以只能說javascript的作用域機(jī)制非常接近詞法作用域（lexical scope）.

javascript引擎在執(zhí)行每個(gè)函數(shù)實(shí)例時(shí)，都會創(chuàng)建一個(gè)執(zhí)行環(huán)境（execution context）。執(zhí)行環(huán)境中包含一個(gè)調(diào)用對象（call object）, 調(diào)用對象是一個(gè)scriptObject結(jié)構(gòu)（scriptObject是與函數(shù)相關(guān)的一套靜態(tài)系統(tǒng)，與函數(shù)實(shí)例的生命周期保持一致），用來保存內(nèi)部變量表varDecls、內(nèi)嵌函數(shù)表funDecls、父級引用列表upvalue等語法分析結(jié)構(gòu)（注意varDecls和funDecls等信息是在語法分析階段就已經(jīng)得到，并保存在語法樹中。函數(shù)實(shí)例執(zhí)行時(shí)，會將這些信息從語法樹復(fù)制到scriptObject上）。

b、javascript作用域機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方法

詞法作用域（lexical scope）是javascript的作用域機(jī)制，還需要理解它的實(shí)現(xiàn)方法，就是作用域鏈（scope chain）。作用域鏈?zhǔn)且粋€(gè)name lookup機(jī)制，首先在當(dāng)前執(zhí)行環(huán)境的scriptObject中尋找，沒找到，則順著upvalue到父scriptObject中尋找，一直lookup到全局調(diào)用對象（global object）。

現(xiàn)在回過頭來分析第二個(gè)問題：

在執(zhí)行funcTest函數(shù)時(shí)，也即進(jìn)入了funcTest對應(yīng)的作用域，js引擎在執(zhí)行時(shí)，當(dāng)遇到對變量名或者函數(shù)名的使用時(shí)，會首先在當(dāng)前作用域（也即funcTest對應(yīng)的作用域）查找變量或者函數(shù)（顯然，arg變量在funcTest對應(yīng)的作用域里被定義為var arg=2 所以alert方法的參數(shù)采用的是當(dāng)前作用域的arg，但是因?yàn)閍rg被定義在alert方法后，所以arg變量默認(rèn)值為undefined）。當(dāng)然，如果沒有找到就到上層作用域查找，依此類推（作用域范圍可以持續(xù)到j(luò)avascript運(yùn)行環(huán)境的根：window對象）。

最后，讓你看的更清楚，上面的代碼其實(shí)可以等價(jià)于：

c、閉包（closure）

當(dāng)一個(gè)函數(shù)實(shí)例執(zhí)行時(shí)，會創(chuàng)建或關(guān)聯(lián)到一個(gè)閉包。 （關(guān)于閉包，打算另寫一篇學(xué)習(xí)筆記）

scriptObject用來靜態(tài)保存與函數(shù)相關(guān)的變量表，閉包則在執(zhí)行期動態(tài)保存這些變量表及其運(yùn)行值；

閉包的生命周期有可能比函數(shù)實(shí)例長。函數(shù)實(shí)例在活動引用為空后會自動銷毀；

閉包則要等要數(shù)據(jù)引用為空后，由javascript引擎回收（有些情況下不會自動回收，就導(dǎo)致了內(nèi)存泄漏）。

ps：關(guān)于“執(zhí)行過程”這一段比較拗口，名詞很多，不過別被它們嚇住，一旦理解了執(zhí)行環(huán)境（execution context）、調(diào)用對象（call object）、詞法作用域（lexical scope）、作用域鏈（scope chain）、閉包（closure）等這些概念，javascript的很多現(xiàn)象都能迎刃而解。

三、結(jié)語

通過第二段的分析，對照第一段筆者曾經(jīng)做出的判斷(你是不是也覺得筆者曾經(jīng)的分析和結(jié)論很幼稚（哪怕有時(shí)結(jié)果碰巧也對！）？！不是一般的膚淺啊，^_^)，你會發(fā)現(xiàn)原來javascript還有這么多“玄機(jī)”，而要真正理解精通又談何容易？先“悟透”再說吧。

希望本文所述對大家JavaScript程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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