深入解析JavaScript预编译机制与执行上下文

作者:异步漫步

时间:2026-11-01

浏览:600

本文详细解析JavaScript代码运行前的预编译过程,涵盖语法分析、预编译及解释执行三步流程。深入探讨全局对象GO与活动对象AO的创建机制,解析变量声明提升与函数声明提升的差异。重点分析ES6中let/const引入的块级作用域及暂时性死区,并澄清条件语句中函数声明在不同环境下的兼容性问题。

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要理解 预编译 的工作机制,首先需要掌握 JavaScript 的基本运行流程。在代码正式执行之前,引擎会依次经历三个关键阶段。

  • 首先是语法分析,引擎会扫描整个 JavaScript 文件,检查是否存在语法错误。
  • 其次是预编译阶段,主要解决代码的执行顺序问题,为后续执行做准备。
  • 最后是解释执行阶段,引擎逐行解释并执行代码。
function test() {
    console.log('test');
}
test();
// 上面能执行 
// 
test1();

function test1() {
    console.log('test1');
}
// 也能执行,因为有预编译的存在 发生了函数声明提升
var a = 123;
console.log(a); // 123 
// 
console.log(b); //undefiend
var b = 123;

这里涉及一个概念叫“暗示全局变量”:如果变量未经声明直接赋值,该变量将自动成为全局对象(在浏览器环境中为 window)的属性。

全局对象的具体类型取决于运行环境:在浏览器中是 window,而在 Node.js 环境中则是 global。

// 要明白 声明 和 赋值 
var a = 123 //这句话其实两步 声明变量 和 变量赋值
// 可以拆解成下面这样
var a;
a = 123
// 未经声明的变量就赋值 归全局对象
b = 10
// b=10 => window.b=10

接下来详细解析函数执行时的预编译过程,主要包含四个步骤。

函数的预编译发生在函数实际执行的前一刻。

第一步是创建 AO 对象(Activation Object,即执行期上下文)。它的作用是理解作用域,并为函数产生一个独立的执行空间。

第二步是查找形参和变量声明,将变量名和形参名作为 AO 的属性名,并将值初始化为 undefined。这一过程体现了变量声明提升的特性。

此时 AO 对象的结构大致如下。

AO{ a : undefined, b : undefined }

第三步是将实参的值与形参统一,即将调用函数时传入的实参值赋给对应的形参。

第四步是在函数体内查找函数声明,并将函数体赋值给对应的属性名。这一过程会优先检查自身的 AO,若未找到再查找全局的 GO,体现了函数声明提升的特性。

// 
function fn(a) {
    console.log(a); //function a() {}
    var a = 123;
    console.log(a); //123
    function a() {}
    console.log(a); // 123
    var b = function() {}
    console.log(b); //function b() {}
    function d() {}
}
fn(1);

全局环境的预编译过程相对简单,主要包含三个步骤。

  • 第一步是生成 GO 对象(Global Object,即全局对象)。在浏览器中,window 对象等同于 GO。任何未经声明直接赋值的变量都会归 window 所有,并在 GO 中进行预编译处理。
  • 第二步是查找形参和变量声明,将变量名和形参名作为 GO 的属性名,并将值初始化为 undefined。
  • 第三步是在代码中查找函数声明,并将函数体赋值给对应的属性名。
console.log(test); // function test(test){...}
function test(test) {
    console.log(test); // fuction test () {}
    var test = 234;
    console.log(test);
    234

    function test() {}
}
test(1);
var test = 123;
// 下面是模拟的流程
// 经过 go 三部曲 变成下面这样
// 创建 GO ={
//   test : function test(test){...}
// }
// test(1) 执行
// 经过函数预编译四步
// 创建 AO ={
//  test:function test() {}
// }

在预编译过程中,有几个关键点需要注意,特别是关于作用域的变化。

在 ES5 标准中,作用域仅包括全局作用域和函数作用域。

而在 ES6 标准中,新增了块级作用域,因此作用域分为全局作用域、函数作用域和块级作用域。

ES6 引入了 块级作用域 概念,并使用了 let 和 const 来声明变量。这些变量不存在变量声明提升的现象,ES6 中声明函数的行为也类似 let。

在块级作用域中,let 和 const 将变量的作用域限制在代码块内部,并且会引入“暂时性死区”的概念。

暂时性死区的本质是:一旦进入当前作用域,所使用的变量就已存在但不可获取,只有等到声明变量的那一行代码出现,才可以获取和使用该变量。

  • 接下来讨论在条件语句中定义函数的情况(例如在 if 语句中定义函数)。
  • 需要注意的是,直接定义函数与将函数赋值给变量是不同的。如果在条件语句中将函数赋值给变量,则不存在上述的兼容性问题。
  • 函数可以被条件语句声明,这意味着函数声明可以嵌套在 if 语句中。然而,某些浏览器会将这种有条件的声明视为无条件声明,无论条件是 true 还是 false,浏览器都会创建该函数。因此,这种写法不应被使用。
  • 虽然函数可以被条件语句声明,但这种声明方式在不同浏览器中可能产生不同的效果。因此,不建议在生产环境代码中使用这种声明方式,应使用函数表达式来代替。
  • 此外,还需讨论在条件语句中定义变量的情况(例如在 if 语句中使用 var 定义变量)。

在 ES5 及更早版本中,条件语句中的函数声明和变量声明都会提升到当前作用域的顶部(全局作用域或函数作用域),这与常规的预编译过程没有区别,因为当时不存在块级作用域的概念。

在 ES6 及之后的版本中,条件语句中的函数声明和变量声明遵循以下规则:为了兼容以前的旧代码,尽管 ES5 规定函数只能在顶层作用域和函数作用域中声明,不能在块级作用域中声明。

// 根据 ES5 的规定都是非法的。 在现在es6的执行环境中 {}是块级作用域 
// 这就矛盾了es5明确规定 函数只能在顶层作用域和函数作用域之中声明,不能在块级作用域声明。

// 情况一
if (true) {
    function f() {}
}
// 情况二
try {
    function f() {}
} catch (e) {
    // ...
}

然而,浏览器并未严格遵守这一规定。为了兼容以前的旧代码,浏览器仍然支持在块级作用域中声明函数,因此上述两种情况在实际运行中都不会报错。

因此,ES6 引入了块级作用域,明确允许在块级作用域中声明函数。ES6 规定,在块级作用域中,函数声明语句的行为类似于 let,在块级作用域之外不可引用。

//  ES5 环境中运行
function f() {
    console.log('I am outside!');
}
(function() {
    if (false) { //不管这里是true还是false 结果一样的 发生预编译的时候不管执行条件
        // 重复声明一次函数f
        function f() {
            console.log('I am inside!');
        }
    }

    f(); //会得到“I am inside!”,
}());

// 浏览器的 ES6 环境
console.log(foo);
if (false) {
    function foo() {
        return 1;
    }
}
// 在 Chrome 里:
// 'foo' 变量名被提升,但是 typeof foo 为 undefined
//
// 在 Firefox 里:
// 'foo' 变量名被提升。但是 typeof foo 为 undefined
//
// 在 Edge 里:
// 'foo' 变量名未被提升。而且 typeof foo 为 undefined
//
// 在 Safari 里:
// 'foo' 变量名被提升。而且 typeof foo 为 function

// 浏览器的 ES6 环境
// 根据下面 规则只对 ES6 的浏览器实现有效 分析
function f() {
    console.log('I am outside!');
}
(function() {
    // 函数作用域 AO { f = undefiend} 这里是if里面的函数提升上来的
    if (false) { //false true都不影响提升
        //es6 {} 这是一个块级作用域了 因为块级作用域内声明的函数类似于let
        // 重复声明一次函数f
        // 块作用域  预编译 AO{ f:function f() {...}}
        function f() {
            console.log('I am inside!');
        }
    }
    // 这里为什么会报错 如果改变了块级作用域内声明的函数的处理规则,显然会对老代码产生很大影响。为了减轻因此产生的不兼容问题,ES6 在附录 B里面规定,浏览器的实现可以不遵守上面的规定,有自己的行为方式。
    f(); //报错 Uncaught TypeError: f is not a function  当执行到这里的时候 由于if是flase 没有执行到f函数声明语句 不会吧 块里面的f 赋值到 函数作用域里面的 f  所以执行函数作用域f报错
}());

下面的规则仅对 ES6 的浏览器实现有效。

  • 允许在块级作用域内声明函数。
  • 函数声明类似于 var,即会提升到全局作用域或函数作用域的头部(这里类似 var 的行为,所以提升到全局作用域或函数作用域的头部,变量初始化为 undefiend)。不同浏览器的具体表现也不一样,例如在 Safari 中,其表现是 function。
  • 同时,函数声明还会提升到所在的块级作用域的头部(这是函数声明提升的结果,所以该变量在块级作用域的头部,变量值为函数体)。
  • 当执行到块内的 函数声明 语句或者 var 声明时,会把当前块中这个 函数声明变量 或者 var声明变量 的值赋值给之前提升到(全局作用域、函数作用域)里面的变量。
// 例1
// GO={a:undefiend}
var a = 0;
// GO={a:0}
console.log("1 a:", a); //0
// GO:{a=1} 是if里面执行到 定义function a() {} 的时候更改的
if (true) {
    // AO={a:function a() {}}
    a = 1;
    //  AO={a:1}
    function a() {} //当执行到这一步的时候 将当前块作用域的 a = 1  赋值给 全局作用域的 a 
    //  AO={a:1}
    //  GO:{a=1}
    a = 5;
    //  AO={a:5}
    console.log("2 a:", a); //5
}
console.log("3 a:", a); //1

// 例2
var a = 0;
console.log("1 a:", a); //0
if (true) {
    a = 1;
    a = 5;
    console.log("2 a:", a); //5
    function a() {}
}
console.log("3 a:", a); //5

// 例3
var a = 0;
console.log("1 a:", a); //0
if (true) {
    function a() {}
    a = 1;
    a = 5;
    console.log("2 a:", a); //5
}
console.log("3 a:", a); //function a {}

// 例4
// GO={a:undefiend}
console.log("1 a:", a); //undefiend
// GO={a:function a() {} } 是if里面执行到 定义function a() {} 的时候更改的
if (true) {
    // AO={a: function a() {} }
    function a() {} //执行到这里 改变GO={a=AO.a=function a() {}}
    a = 1;
    // AO={a: 1 }
    a = 5;
    // AO={a: 5 }
    console.log("2 a:", a); //5
}
console.log("3 a:", a); //function a {}

// 例5 - 里面是var声明不是函数 
// GO={a:undefiend}
console.log("1 a:", a); //undefiend
// GO:{a=1} 是if里面执行到 var a; 的时候更改的
if (true) {
    // AO={a:undefind}
    a = 1;
    //  AO={a:1}
    var a; //当执行到这一步的时候 将当前块作用域的 a = 1  赋值给 全局作用域的 a 
    //  AO={a:1}
    a = 5;
    //  AO={a:5}
    console.log("2 a:", a); //5
}
console.log("3 a:", a); //1

// 例6 - 里面是var声明不是函数 
// GO={a:undefiend}
console.log("1 a:", a); //undefiend
if (false) { //false 走不进来 只是预编译的时候将 var a 提升到块顶部和全局顶部
    // AO={a:undefind}
    a = 1;
    var a;
    a = 5;
    console.log("2 a:", a); //5
}
console.log("3 a:", a); //undefiend

到此这篇关于 JavaScript 预编译原理与流程的文章就介绍到这了,更多相关 JavaScript 预编译内容请搜索本站以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持本站!

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