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一些名詞

JS引擎 — 一個(gè)讀取代碼并運(yùn)行的引擎，沒有單一的“JS引擎”;，每個(gè)瀏覽器都有自己的引擎，如谷歌有V。

作用域 — 可以從中訪問變量的“區(qū)域”。

詞法作用域— 在詞法階段的作用域,換句話說，詞法作用域是由你在寫代碼時(shí)將變量和塊作用域?qū)懺谀睦飦頉Q定的，因此當(dāng)詞法分析器處理代碼時(shí)會(huì)保持作用域不變。

塊作用域 — 由花括號(hào){}創(chuàng)建的范圍

作用域鏈 — 函數(shù)可以上升到它的外部環(huán)境(詞法上)來搜索一個(gè)變量，它可以一直向上查找，直到它到達(dá)全局作用域。

同步 — 一次執(zhí)行一件事， “同步”引擎一次只執(zhí)行一行，JavaScript是同步的。

異步 — 同時(shí)做多個(gè)事，JS通過瀏覽器API模擬異步行為

事件循環(huán)(Event Loop) - 瀏覽器API完成函數(shù)調(diào)用的過程，將回調(diào)函數(shù)推送到回調(diào)隊(duì)列(callback queue)，然后當(dāng)堆棧為空時(shí)，它將回調(diào)函數(shù)推送到調(diào)用堆棧。

堆棧 —一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只能將元素推入并彈出頂部元素。想想堆疊一個(gè)字形的塔樓; 你不能刪除中間塊，后進(jìn)先出。

堆 — 變量存儲(chǔ)在內(nèi)存中。

調(diào)用堆棧 — 函數(shù)調(diào)用的隊(duì)列，它實(shí)現(xiàn)了堆棧數(shù)據(jù)類型，這意味著一次可以運(yùn)行一個(gè)函數(shù)。調(diào)用函數(shù)將其推入堆棧并從函數(shù)返回將其彈出堆棧。

執(zhí)行上下文 — 當(dāng)函數(shù)放入到調(diào)用堆棧時(shí)由JS創(chuàng)建的環(huán)境。

閉包 — 當(dāng)在另一個(gè)函數(shù)內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)時(shí)，它“記住”它在以后調(diào)用時(shí)創(chuàng)建的環(huán)境。

垃圾收集 — 當(dāng)內(nèi)存中的變量被自動(dòng)刪除時(shí)，因?yàn)樗辉偈褂?，引擎要處理掉它?/span>

變量的提升— 當(dāng)變量?jī)?nèi)存沒有賦值時(shí)會(huì)被提升到全局的頂部并設(shè)置為undefined。

this —由JavaScript為每個(gè)新的執(zhí)行上下文自動(dòng)創(chuàng)建的變量/關(guān)鍵字。

調(diào)用堆棧(Call Stack)

看看下面的代碼：

var myOtherVar = 10

function a() { console.log('myVar', myVar) b()}

function b() { console.log('myOtherVar', myOtherVar) c()}

function c() { console.log('Hello world!')}

a()

var myVar = 5

有幾個(gè)點(diǎn)需要注意：

變量聲明的位置(一個(gè)在上，一個(gè)在下)
函數(shù)a調(diào)用下面定義的函數(shù)b, 函數(shù)b調(diào)用函數(shù)c

當(dāng)它被執(zhí)行時(shí)你期望發(fā)生什么？是否發(fā)生錯(cuò)誤，因?yàn)?/span>b在a之后聲明或者一切正常？ console.log 打印的變量又是怎么樣？

以下是打印結(jié)果：

'myVar' undefined'myOtherVar' 10'Hello world!'

來分解一下上述的執(zhí)行步驟。

1. 變量和函數(shù)聲明(創(chuàng)建階段)

第一步是在內(nèi)存中為所有變量和函數(shù)分配空間。但請(qǐng)注意，除了undefined之外，尚未為變量分配值。因此，myVar在被打印時(shí)的值是undefined，因?yàn)镴S引擎從頂部開始逐行執(zhí)行代碼。

函數(shù)與變量不一樣，函數(shù)可以一次聲明和初始化，這意味著它們可以在任何地方被調(diào)用。

所以以上代碼看起來像這樣子：

var myOtherVar = undefinedvar myVar = undefined

function a() {...}function b() {...}function c() {...}

這些都存在于JS創(chuàng)建的全局上下文中，因?yàn)樗挥谌挚臻g中。

在全局上下文中，JS還添加了：

全局對(duì)象(瀏覽器中是 window 對(duì)象，NodeJs 中是 global 對(duì)象)
this 指向全局對(duì)象

2. 執(zhí)行

接下來，JS 引擎會(huì)逐行執(zhí)行代碼。

myOtherVar = 10在全局上下文中，myOtherVar被賦值為10

已經(jīng)創(chuàng)建了所有函數(shù)，下一步是執(zhí)行函數(shù) a()

每次調(diào)用函數(shù)時(shí)，都會(huì)為該函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的上下文(重復(fù)步驟1)，并將其放入調(diào)用堆棧。

function a() {  console.log('myVar', myVar)  b()}

如下步驟：

創(chuàng)建新的函數(shù)上下文
a 函數(shù)里面沒有聲明變量和函數(shù)
函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建了 this 并指向全局對(duì)象(window)
接著引用了外部變量 myVar，myVar 屬于全局作用域的。
接著調(diào)用函數(shù) b ，函數(shù)b的過程跟 a一樣，這里不做分析。

下面調(diào)用堆棧的執(zhí)行示意圖：

創(chuàng)建全局上下文，全局變量和函數(shù)。
每個(gè)函數(shù)的調(diào)用，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)上下文,外部環(huán)境的引用及 this。
函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后會(huì)從堆棧中彈出，并且它的執(zhí)行上下文被垃圾收集回收(閉包除外)。
當(dāng)調(diào)用堆棧為空時(shí)，它將從事件隊(duì)列中獲取事件。

作用域及作用域鏈

在前面的示例中，所有內(nèi)容都是全局作用域的，這意味著我們可以從代碼中的任何位置訪問它。現(xiàn)在，介紹下私有作用域以及如何定義作用域。

函數(shù)/詞法作用域

考慮如下代碼：

function a() { var myOtherVar = 'inside A'

b()}

function b() { var myVar = 'inside B'

console.log('myOtherVar:', myOtherVar)

function c() { console.log('myVar:', myVar) }

c()}

var myOtherVar = 'global otherVar'var myVar = 'global myVar'a()

需要注意以下幾點(diǎn)：

全局作用域和函數(shù)內(nèi)部都聲明了變量
函數(shù)c現(xiàn)在在函數(shù)b中聲明

打印結(jié)果如下：

myOtherVar: 'global otherVar'myVar: 'inside B'

執(zhí)行步驟：

全局創(chuàng)建和聲明 - 創(chuàng)建內(nèi)存中的所有函數(shù)和變量以及全局對(duì)象和 this
執(zhí)行 - 它逐行讀取代碼，給變量賦值，并執(zhí)行函數(shù)a
函數(shù)a創(chuàng)建一個(gè)新的上下文并被放入堆棧，在上下文中創(chuàng)建變量myOtherVar，然后調(diào)用函數(shù)b
函數(shù)b 也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的上下文，同樣也被放入堆棧中

5，函數(shù)b的上下文中創(chuàng)建了 myVar 變量，并聲明函數(shù)c

上面提到每個(gè)新上下文會(huì)創(chuàng)建的外部引用，外部引用取決于函數(shù)在代碼中聲明的位置。

函數(shù)b試圖打印myOtherVar，但這個(gè)變量并不存在于函數(shù)b中，函數(shù)b 就會(huì)使用它的外部引用上作用域鏈向上找。由于函數(shù)b是全局聲明的，而不是在函數(shù)a內(nèi)部聲明的，所以它使用全局變量myOtherVar。
函數(shù)c執(zhí)行步驟一樣。由于函數(shù)c本身沒有變量myVar，所以它它通過作用域鏈向上找，也就是函數(shù)b，因?yàn)?/span>myVar是函數(shù)b內(nèi)部聲明過。

下面是執(zhí)行示意圖：

請(qǐng)記住，外部引用是單向的，它不是雙向關(guān)系。例如，函數(shù)b不能直接跳到函數(shù)c的上下文中并從那里獲取變量。

最好將它看作一個(gè)只能在一個(gè)方向上運(yùn)行的鏈(范圍鏈)。

a -> global
c -> b -> global

在上面的圖中，你可能注意到，函數(shù)是創(chuàng)建新作用域的一種方式。(除了全局作用域)然而，還有另一種方法可以創(chuàng)建新的作用域，就是塊作用域。

塊作用域

下面代碼中，我們有兩個(gè)變量和兩個(gè)循環(huán)，在循環(huán)重新聲明相同的變量，會(huì)打印什么(反正我是做錯(cuò)了)？

function loopScope () { var i = 50 var j = 99

for (var i = 0; i < 10; i ) {}

console.log('i =', i)

for (let j = 0; j < 10; j ) {}

console.log('j =', j)}

loopScope()

打印結(jié)果：

i = 10j = 99

第一個(gè)循環(huán)覆蓋了var i，對(duì)于不知情的開發(fā)人員來說，這可能會(huì)導(dǎo)致bug。

第二個(gè)循環(huán),每次迭代創(chuàng)建了自己作用域和變量。這是因?yàn)樗褂?/span>let關(guān)鍵字，它與var相同，只是let有自己的塊作用域。另一個(gè)關(guān)鍵字是const，它與let相同，但const常量且無法更改(指內(nèi)存地址)。

塊作用域由大括號(hào) {} 創(chuàng)建的作用域

再看一個(gè)例子：

function blockScope () { let a = 5 { const blockedVar = 'blocked' var b = 11

a = 9000 }

console.log('a =', a) console.log('b =', b) console.log('blockedVar =', blockedVar)}

blockScope()

打印結(jié)果：

a = 9000b = 11ReferenceError: blockedVar is not defined

a是塊作用域，但它在函數(shù)中，而不是嵌套的，本例中使用var是一樣的。
對(duì)于塊作用域的變量，它的行為類似于函數(shù)，注意var b可以在外部訪問，但是const blockedVar不能。
在塊內(nèi)部，從作用域鏈向上找到 a 并將let a更改為9000。

使用塊作用域可以使代碼更清晰，更安全，應(yīng)該盡可能地使用它。

事件循環(huán)(Event Loop)

接下來看看事件循環(huán)。這是回調(diào)，事件和瀏覽器API工作的地方

我們沒有過多討論的事情是堆，也叫全局內(nèi)存。它是變量存儲(chǔ)的地方。由于了解JS引擎是如何實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)際用途并不多，所以我們不在這里討論它。

來個(gè)異步代碼：

function logMessage2 () { console.log('Message 2')}

console.log('Message 1')

setTimeout(logMessage2, 1000)

console.log('Message 3')

上述代碼主要是將一些 message 打印到控制臺(tái)。利用setTimeout函數(shù)來延遲一條消息。我們知道js是同步，來看看輸出結(jié)果

Message 1Message 3Message 2

打印 Message 1
調(diào)用 setTimeout
打印 Message 3
打印 Message 2

它記錄消息3

稍后，它會(huì)記錄消息2

setTimeout是一個(gè) API，和大多數(shù)瀏覽器 API一樣，當(dāng)它被調(diào)用時(shí)，它會(huì)向?yàn)g覽器發(fā)送一些數(shù)據(jù)和回調(diào)。我們這邊是延遲一秒打印 Message 2。

調(diào)用完setTimeout 后，我們的代碼繼續(xù)運(yùn)行，沒有暫停，打印 Message 3 并執(zhí)行一些必須先執(zhí)行的操作。

瀏覽器等待一秒鐘，它就會(huì)將數(shù)據(jù)傳遞給我們的回調(diào)函數(shù)并將其添加到事件/回調(diào)隊(duì)列中( event/callback queue)。然后停留在隊(duì)列中，只有當(dāng)調(diào)用堆棧(call stack)為空時(shí)才會(huì)被壓入堆棧。

代碼示例

要熟悉JS引擎，最好的方法就是使用它，再來些有意義的例子。

簡(jiǎn)單的閉包

這個(gè)例子中有一個(gè)返回函數(shù)的函數(shù)，并在返回的函數(shù)中使用外部的變量，這稱為閉包。

function exponent (x) { return function (y) { //和math.pow() 或者x的y次方是一樣的 return y ** x }}

const square = exponent(2)

console.log(square(2), square(3)) // 4, 9

console.log(exponent(3)(2)) // 8

塊代碼

我們使用無限循環(huán)將將調(diào)用堆棧塞滿，會(huì)發(fā)生什么，回調(diào)隊(duì)列被會(huì)阻塞，因?yàn)橹荒茉谡{(diào)用堆棧為空時(shí)添加回調(diào)隊(duì)列。

function blockingCode() {  const startTime = new Date().getSeconds()
  // 延遲函數(shù)250毫秒  setTimeout(function() {    const calledAt = new Date().getSeconds()    const diff = calledAt - startTime     // 打印調(diào)用此函數(shù)所需的時(shí)間    console.log(`Callback called after: ${diff} seconds`)  }, 250)  // 用循環(huán)阻塞堆棧2秒鐘  while(true) {    const currentTime = new Date().getSeconds()
    // 2 秒后退出    if(currentTime - startTime >= 2) break  }
}
blockingCode() // 'Callback called after: 2 seconds'

我們?cè)噲D在250毫秒之后調(diào)用一個(gè)函數(shù),但因?yàn)槲覀兊难h(huán)阻塞了堆棧所花了兩秒鐘，所以回調(diào)函數(shù)實(shí)際是兩秒后才會(huì)執(zhí)行，這是JavaScript應(yīng)用程序中的常見錯(cuò)誤。

setTimeout不能保證在設(shè)置的時(shí)間之后調(diào)用函數(shù)。相反，更好的描述是，在至少經(jīng)過這段時(shí)間之后調(diào)用這個(gè)函數(shù)。

延遲函數(shù)

當(dāng) setTimeout 的設(shè)置為0，情況是怎么樣？

function defer () { setTimeout(() => console.log('timeout with 0 delay!'), 0) console.log('after timeout') console.log('last log')}

defer()

你可能期望它被立即調(diào)用，但是，事實(shí)并非如此。

執(zhí)行結(jié)果：

after timeoutlast logtimeout with 0 delay!

它會(huì)立即被推到回調(diào)隊(duì)列，但它仍然會(huì)等待調(diào)用堆棧為空才會(huì)執(zhí)行。

用閉包來緩存

Memoization是緩存函數(shù)調(diào)用結(jié)果的過程。

例如，有一個(gè)添加兩個(gè)數(shù)字的函數(shù)add。調(diào)用add（1,2）返回3，當(dāng)再次使用相同的參數(shù)add（1,2）調(diào)用它，這次不是重新計(jì)算，而是記住1 2是3的結(jié)果并直接返回對(duì)應(yīng)的結(jié)果。 Memoization可以提高代碼運(yùn)行速度，是一個(gè)很好的工具。

我們可以使用閉包實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的memoize函數(shù)。

// 緩存函數(shù)，接收一個(gè)函數(shù)const memoize = (func) => { // 緩存對(duì)象 // keys 是 arguments, values are results const cache = {}

// 返回一個(gè)新的函數(shù) // it remembers the cache object & func (closure) // ...args is any number of arguments return (...args) => { // 將參數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串，以便我們可以存儲(chǔ)它 const argStr = JSON.stringify(args)

// 如果已經(jīng)存，則打印 console.log('cache', cache, !!cache[argStr])

cache[argStr] = cache[argStr] || func(...args)

return cache[argStr] }}

const add = memoize((a, b) => a b)

console.log('first add call: ', add(1, 2))

console.log('second add call', add(1, 2))