JavaScript ECMA-262-3 执行上下文深度解析：原理与实现

本文通过具体实例解析JavaScript中的ECMA执行上下文概念，旨在为读者提供清晰的参考与理解。

介绍

本文将重点探讨ECMAScript的执行上下文及其关联的可执行代码行为。

定义

每当程序控制权转移至ECMAScript可执行代码时，系统即会进入一个执行上下文。

执行上下文（简称EC）是一个抽象概念，ECMA-262标准利用该概念来区分可执行代码（executable code）。

标准规范并未从技术实现层面精确定义EC的类型与结构，这属于具体ECMAScript引擎实现时需考虑的问题。

活动的执行上下文在逻辑上构成一个堆栈。堆栈底部始终固定为全局上下文（global context），而堆栈顶部则指向当前活动的执行上下文。随着各类EC类型的入栈或出栈，该堆栈结构会动态修改。

可执行代码

可执行代码的概念与抽象的执行上下文概念相对立。在某些特定时刻，可执行代码与执行上下文的概念是等价的。

例如，我们可以定义一个数组来模拟执行上下文堆栈的行为：

ECStack = [];

每次进入函数（无论该函数是被递归调用还是作为构造函数使用），或者内置的eval函数执行时，这个堆栈都会被推入新元素。

全局代码

这类代码在“程序”层级进行处理，例如加载外部JS文件或执行本地<script></script>标签内的代码。需要注意的是，全局代码不包含任何函数体内的代码。

在初始化（程序启动）阶段，ECStack的状态如下：

ECStack = [
 globalContext
];

函数代码

当进入函数代码（涵盖所有类型的函数）时，ECStack会被推入新元素。需注意，具体的函数代码并不包括内部函数（inner functions）的代码。如下示例展示了函数通过自调用方式递归执行一次的情况：

(function foo(bar) {
 if (bar) {
 return;
 }
 foo(true);
})();

此时，ECStack的变化过程如下：

// first activation of foo
ECStack = [
 <foo> functionContext
 globalContext
];
 
// recursive activation of foo
ECStack = [
 <foo> functionContext – recursively
 <foo> functionContext
 globalContext
];

每次返回当前存在的执行上下文并弹出ECStack中相应的执行上下文时，栈指针会自动移动位置，这是一种典型的堆栈实现方式。若存在未被捕获的异常，同样会涉及一个或多个执行上下文。当相关代码段执行完毕直至应用程序结束，ECStack中仅保留全局上下文（global context）。

Eval 代码

eval代码具有其特殊性，它涉及一个概念：调用上下文（calling context），即在调用eval函数时产生的上下文。eval中的变量或函数声明活动会影响调用上下文（calling context）。

eval('var x = 10');
 
(function foo() {
 eval('var y = 20');
})();
 
alert(x); // 10
alert(y); // "y" is not defined

ECStack的变化过程如下：

ECStack = [
 globalContext
];
 
// eval('var x = 10');
ECStack.push(
 evalContext,
 callingContext: globalContext
);
 
// eval exited context
ECStack.pop();
 
// foo funciton call
ECStack.push(<foo> functionContext);
 
// eval('var y = 20');
ECStack.push(
 evalContext,
 callingContext: <foo> functionContext
);
 
// return from eval
ECStack.pop();
 
// return from foo
ECStack.pop();

由此可见，这是一个非常普通的逻辑调用堆栈。

在版本号1.7以上的SpiderMonkey（内置于Firefox、Thunderbird）实现中，可以将调用上下文作为第二个参数传递给eval。如果该上下文存在，则有可能影响“私有”（类似于使用private关键字命名的变量）变量。

function foo() {
 var x = 1;
 return function () { alert(x); };
};
 
var bar = foo();
 
bar(); // 1
 
eval('x = 2', bar); // pass context, influence on internal var "x"
 
bar(); // 2

结论

本文内容是为未来分析其他与执行上下文相关的主题（例如变量对象、作用域链等）所必需的理论基础，这些主题将在后续章节中详细展开。

其他参考

本文内容对应ECMA-262-3标准规范中的相关章节。

英文地址 : ECMA-262-3 in detail. Chapter 1. Execution Contexts

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希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。