JavaScript – 执行环境

执行环境

执行环境（execution context）是 JavaScript 中最为重要的概念。

执行环境定义了变量或函数有权访问的其他数据，决定了它们各自的行为。每执行环境都有一个与之关联的 变量对象（variable object） ，环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。

全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据 ECMAScript 实现所在的宿主环境不同，表示执行环境的对象也不一样。
在 Web 浏览器中，全局执行环境被认为是 window 对象。因此所有全局变量和函数都是作为 window 对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完毕后，该环境被销毁，保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁（全局执行环境直到应用程序退出——例如关闭网页或浏览器——时才会被销毁）。

每个函数都有自己的执行环境。当执行流进入一个函数时，函数的环境就会被推入一个环境栈中。而在函数执行之后，栈将其环境弹出，把控制权返回给之前的执行环境。

当代码在一个环境中执行是，会创建对象的一个作用域（scope chain）。 
作用域的用途，是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域的前端，始终是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数，即将其活动对象（activation object）作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量，即 arguments 对象（此对象在全局环境中是不存在的）。作用域链中的下一个变量对象来自包含（外部）环境，而在下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样，一直延续到全局执行环境； 
全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

标识符解析式沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。搜索过程始终从作用域链的前端开始，然后逐级地向后回溯，直至找到标识符位置，如果找不到标识符，通常会导致错误发生。 
距离如下：

var color = 'blue';function changeColor() {
  if (color === 'blue') {
    color = 'red';
  } else {
    color = 'blue'
  }}changeColor();console.log("Color is now " + color);

在上例中，函数 changeColor() 的作用域链包含两个对象：它自己的变量对象（其中定义着 arguments 对象）和全局环境的变量对象。可以在函数内部访问变量 color ，就是因为可以在这个作用域链中找到它。

在局部作用域中定义的变量可以在局部环境中与全局变量互相使用，如下例：

var color = "blue";function changeColor() {
  var anotherColor = "red"

  function swapColors() {
    var tempColor = anotherColor;
    anotherColor = color;
    color = tempColor;

    // 这里可以访问`color`、`anotherColor`和`tempColor`
  }

  // 这里可以访问`color`和`anotherColor`，但不能访问`tempColor`
  swapColors();}// 这里只能访问`color`changeColor();

内部环境可以通过作用域链访问所有的外部环境，但外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。这些环境之间的联系是线性、有次序的。每个环境都可以向上搜索作用域链，以查询变量和函数名；但任何环境都不能通过向下搜索作用域链而进入另一个执行环境。

函数参数也被当作变量来对待，因此其访问规则与执行环境中的其他变量相同。

###延长作用域链 
虽然执行环境的类型总共只有两种——全局和局部（函数），但还是有其他办法来延长作用域链。因为有些语句可以在作用域链的前端临时增加一个变量对象，该变量对象会在代码执行后被移除。

当执行环境进入下例任何一个语句时，作用域链就会得到加长： 
* try-catch 语句的 catch 块； 
* with 语句。 
这两个语句都会在作用域链的前端添加一个变量对象。对 with 语句来说，会将指定的对象添加到作用域链中。对 catch 语句来说，会创建一个新的变量对象，其中包含的是被抛出的错误对象的声明。 
如下例：

function buildUrl() {
  var qs = "?debug=true";

  with(location) {
    var url = href + qs;
  }

  return url;}

在此， with 语句接收的是 location 对象，因此其变量对象中就包含了 location 对象的所有属性和方法，而这个变量对象被添加到了作用域链的前端。 buildUrl() 函数中定义了一个变量 qs 。当在 with 语句中引用变量 href时（即 location.href ），可以在当前执行环境的变量对象中找到。但引用变量 qs 时，引用的则是在 buildUrl()中定义的那个变量，而该变量位于函数环境的变量对象中。至于 with 语句内部，则定义了一个名为 url 的变量，因而 url 就成了函数执行环境的一部分，所以可以作为函数的值被返回。

没有块级作用域

JavaScript 没有块级作用域。在其他类 C 的语言中，由花括号（ { ， } ）封闭的代码块都有自己的作用域（用 ECMAScript 的概念来讲就是它们自己的执行环境），因而支持根据条件来定义变量。例如，下面的代码在 JavaScript中并不会得到想象中的结果：

if (true) {
  var color = "blue";}alert(color);  // "blue"

这里在一个 if 语句中定义了变量 color 。如果在 C、C++或 Java 中， color 会在 if 语句执行完毕后被销毁。但在 JavaScript中， if 语句中的变量声明会将变量添加到当前的执行环境中。在使用 for 语言时尤其要牢记这一差异，例如：

for(var i = 0; i < 10; i++) {
  doSomething(i);}alert(i);  // 10

对于有块级作用域的语言来说， for 语言初始化变量的表达式所定义的变量，只会存在于循环的环境中。而对于 JavaScript 来说，由 for 语句创建的变量 i 即使在 for 循环执行结束后，也依旧会存在与循环外部的执行环境中。

1.声明变量

使用 var 声明的变量会自动被添加到最接近的环境中。在函数内部，最接近的环境就是函数的局部环境；在 with 语句中，最接近的环境是函数环境。 如果初始化变量时没有使用 var 声明，该变量会自动被添加到全局变量 。 
如下例：

function add(num1, num2) {
  var sum = num1 + num2;
  return sum;}var result = add(10, 20);  // 30alert(sum);  // 由于`sum`不是有效地变量，因此会导致错误。

但改动如下就可以访问 sum 变量了：

function add(num1, num2) {
  sum = num1 + num2;
  return sum;}var result = add(10, 20);  // 30alert(sum);  //30

在编写 JavaScript 代码的过程中，不声明而直接初始化变量是一个常见的错误做法。建议在初始化变量之前，一定要先声明，这样就可以避免类似问题。 在严格模式下，初始化未经声明的变量会导致错误。

2.查询标识符

当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时，必须通过搜索来确定该标识符实际代表声明。 
搜索过程从作用域链的前端开始，向上逐级查询与给定名字匹配的标识符。如果在局部环境中找到了该标识符，搜索过程停止，变量就绪。如果在局部环境中没有找到该变量名，则继续沿作用域链向上搜索，搜索过程将一直追溯到全局环境的变量对象。如果在全局环境中也没有找到这个标识符，则意味着该变量尚未声明。 
举例如下：

var color = "blue";function getColor() {
  return color;}console.log(getColor());  // "blue"

调用本例中的函数 getColor() 时会引用变量 color 。为了确定变量 color 的值，将开始一个两步的搜索过程。首先，搜索 getColor() 的变量对象，查找其中是否包含一个名为 color 的标识符。在没有找到的情况下，搜索继续到下一个变量对象（全局环境的变量对象），然后在那里找到了名为 color 的标识符。因为搜索到了定义这个变量的变量对象，搜索过程宣告结束。 
在这个搜索过程中，如果存在一个局部的变量的定义，则搜索会自动停止，不再进入另一个变量对象。即如果局部环境中存在着同名标识符，就不会使用位于父环境中的标识符。

变量查询也不是没有代价的。很明显，访问局部变量要比访问全局变量更快，因为不用向上搜索作用域链。

原文链接：http://outofmemory.cn/javascript/js-execute-environment