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JavaScript基础（一）-js的执行顺序

通过系列文章来沉淀一下JavaScript的基础知识

最近一直在复习js相关的内容，发现好多东西都模棱两可，正好最近在系列的看，所以顺便整理一个系列的文章来记一下学习的过程，顺便沉淀一下，这个系列中的文章大量借鉴了我最近看的一些文章，所以如有侵权问题，请及时联系我。

我，花名LaughingZhu，想想从工作到现在三年有余，一直在做web开发相关的工作，中间使用最多的莫过于Html、Css、JavaScript三兄弟，最头疼的莫过于JavaScript。过程中也是遇到了很多因为没有系统的了解过相关知识而犯的错：什么变量提升、this指向、事件循环等问题，当时那个头痛啊，各种谷歌，东找找西找找，在后续系统看的时候发现好多其实很简单。

我们通过JavaScript的执行上下文来捅破JavaScript的窗户。只有了解了JavaScript的执行上下文，我们才能更好的理解JavaScript语言本身，比如变量提升、作用域、闭包等概念。所以系列的第一篇文章从JavaScript执行环境和变量讲起。

先来看一段代码，一下代码输出的结果是什么？

showName();
console.log(myname);
var myname = 'LaughingZhu';
function showName() {
  console.log('函数showName被执行');
}

使用过JavaScript开发的程序员都知道，JavaScript是按顺序执行的。按照这个逻辑来理解的话：

  • 当执行到第1行的时候，由于函数showName还没有定义，所以执行应该会报错；
  • 执行到第2行的时候，由于变量myname也没有定义，所以同样会报错。

然而实际执行结果却并非如此，如下图：

image.png

第1行输出”函数showName被执行“，第2行输出”undefined“，这和前面的顺序执行有点不一样。

通过上面的执行结果，我们知道了函数或者变量可以在定义之前使用，那么看下面这个例子：

showName();
console.log(myname);
function showName() {
  console.log('函数showName被执行');
}

执行这段代码是，JavaScript引擎就会报错，结果如下：

image.png

从上面两端代码执行结果来看，我们可以得出如下三个结论：

  1. 在执行过程中，若使用了未声明的变量，那么JavaScript执行会报错。
  2. 在一个变量定义之前使用它，不会报错，但是该变量的值会为undefined，二不是定义是的值。
  3. 在一个函数定义之前使用它，不会报错，且函数能正确执行。

第一个结论很好理解，因为变量没有定义，这样在执行JavaScript代码是，就找不到该变量，所以JavaScript会抛出错误。

但是第二个和第三个结论，就挺让人费解的：

  • 变量和函数为什么能在其定义之前使用？这似乎表明JavaScript代码并不是一行一行执行的。
  • 同样的方式，变量和函数的处理结果为什么不一样？比如上边的执行结果，提前使用的showName函数能打印出来完整的结果，但是提前使用的变量却是”undefined“，而不是定义时使用的”LaughingZhu“这个值。

变量提升

要解释上边两个问题，就需要先了什么是变量提升。

不过在介绍变量提升前，我们前通过下边的代码来看看什么是JavaScript中的 声明 和 赋值 。

var myname = '极客时间';

这段代码可以看出如下两行代码组成

var myname; //声明部分
myname = '极客时间'; //赋值部分

如下图所示

a58f1-46bl8.jpg 上面是变量的申明和赋值，接下来我们看一下函数的声明和赋值。

function foo() {
  console.log('foo');
}

// const bar = function () {
//   console.log('bar');
// };

第一个函数 foo 是一个完整的函数声明，也就是说没有涉及到赋值操作；第二个函数是先声明变量 bar，再把

赋值给 bar。为了直观理解，你可以参考下图：

ajmbj-vu89p.jpg

理解了声明和赋值后我们就可以聊聊变量提升了。

所谓的变量提升，是指在 JavaScript 代码执行过程中，JavaScript 引擎把变量的声明部分和函数的声明部分提升到代码开头的“行为”。变量被提升后，会给变量设置默认值，这个默认值就是我们熟悉的 undefined。

下面我们模拟实现一下：

/*
 * 变量提升部分
 */
// 把变量 myname提升到开头，
// 同时给myname赋值为undefined
var myname = undefined;
// 把函数showName提升到开头
function showName() {
  console.log('showName被调用');
}

/*
 * 可执行代码部分
 */
showName();
console.log(myname);
// 去掉var声明部分，保留赋值语句
myname = '极客时间';

模拟变量提升效果图：

agthl-1aumm.jpg

从图中可以看出，我们对代码做了两处调整：

  • 第一处是把声明的部分都提升到了代码开头，如变量 myname 和函数 showName，并给变量设置默认值 undefined；
  • 第二处是移除原本声明的变量和函数，如var myname = '极客时间'的语句，移除了 var 声明，整个移除 showName 的函数声明。

通过这两步，就可以实现变量提升的效果。你也可以执行这段模拟变量提升的代码，其输出结果和第一段代码应该是完全一样的。

通过这段模拟的变量提升代码，相信你已经明白了可以在定义之前使用变量或者函数的原因—— 函数和变量在执行之前都提升到了代码开头 。

JavaScript代码的执行流程

从概念的字面意义上来看，“变量提升”意味着变量和函数的声明会在物理层面移动到代码的最前面，正如我们所模拟的那样。但，这并不准确。 实际上变量和函数声明在代码里的位置是不会改变的，而且是在编译阶段被 JavaScript 引擎放入内存中 。对，你没听错，一段 JavaScript 代码在执行之前需要被 JavaScript 引擎编译， 编译 完成之后，才会进入 执行阶段 。大致流程你可以参考下图：

anav1-70yc4.jpg

1.编译阶段

那么编译阶段和变量提升存在什么关系呢？

为了搞清楚这个问题，我们还是回过头来看上面那段模拟变量提升的代码，为了方便介绍，可以把这段代码分成两部分。

第一部分：变量提升部分的代码。 

var myname = undefined;
function showName() {
  console.log('函数showName被执行');
}

第二部分：执行部分的代码。 

showName();
console.log(myname);
myname = '极客时间';

下面我们就可以把 JavaScript 的执行流程细化，如下图所示：

adqwm-wwf8y.jpg

从上图可以看出，输入一段代码，经过编译后，会生成两部分内容： 执行上下文（Execution context） 和 可执行代码 。

2.执行上下文

执行上下文是 JavaScript 执行一段代码时的运行环境 ，比如调用一个函数，就会进入这个函数的执行上下文，确定该函数在执行期间用到的诸如 this、变量、对象以及函数等。现在你只需要知道，在执行上下文中存在一个 变量环境的对象（Viriable Environment） ，该对象中保存了变量提升的内容，比如上面代码中的变量 myname 和函数 showName，都保存在该对象中。

我们结合下边这段代码来分析下是如何生成变量环境对象的。

showName();
console.log(myname);
var myname = '极客时间';
function showName() {
  console.log('函数showName被执行');
}
  • 第 1 行和第 2 行，由于这两行代码不是声明操作，所以 JavaScript 引擎不会做任何处理；
  • 第 3 行，由于这行是经过 var 声明的，因此 JavaScript 引擎将在环境对象中创建一个名为 myname 的属性，并使用 undefined 对其初始化；
  • 第 4 行，JavaScript 引擎发现了一个通过 function 定义的函数，所以它将函数定义存储到堆 (HEAP）中，并在环境对象中创建一个 showName 的属性，然后将该属性值指向堆中函数的位置（不了解堆也没关系，会在后续的文章中详细介绍）。

这样就生成了变量环境对象。接下来 JavaScript 引擎会把声明以外的代码编译为字节码，至于字节码的细节（这篇文章不详细展开）。

3.执行阶段

JavaScript引擎开始执行”可执行代码“，按照顺序一行一行的执行。

  • 当执行到 showName 函数时，JavaScript 引擎便开始在变量环境对象中查找该函数，由于变量环境对象中存在该函数的引用，所以 JavaScript 引擎便开始执行该函数，并输出“函数 showName 被执行”结果。
  • 接下来打印“myname”信息，JavaScript 引擎继续在变量环境对象中查找该对象，由于变量环境存在 myname 变量，并且其值为 undefined，所以这时候就输出 undefined。
  • 接下来执行第 3 行，把“极客时间”赋给 myname 变量，赋值后变量环境中的 myname 属性值改变为“极客时间”。

代码中出现相同的变量或者函数怎么办？

现在你已经知道了，在执行一段 JavaScript 代码之前，会编译代码，并将代码中的函数和变量保存到执行上下文的变量环境中，那么如果代码中出现了重名的函数或者变量，JavaScript 引擎会如何处理？

我们先看下面这样一段代码：

// example_1
function showName() {
  console.log('极客邦');
}
showName();
function showName() {
  console.log('极客时间');
}
showName(); // 极客时间

在上面代码中，我们先定义了一个 showName 的函数，该函数打印出来“极客邦”；然后调用 showName，并定义了一个 showName 函数，这个 showName 函数打印出来的是“极客时间”；最后接着继续调用 showName。那么你能分析出来这两次调用打印出来的值是什么吗？

接着我们分析一下其完整的执行流程：

  • 首先是编译阶段 ：遇到了第一个 showName 函数，会将该函数体存放到变量环境中。接下来是第二个 showName 函数，继续存放至变量环境中，但是变量环境中已经存在一个 showName 函数了，此时，第二个 showName 函数会将第一个 showName 函数覆盖掉。这样变量环境中就只存在第二个 showName 函数了。
  • 接下来是执行阶段 ：先执行第一个 showName 函数，但由于是从变量环境中查找 showName 函数，而变量环境中只保存了第二个 showName 函数，所以最终调用的是第二个函数，打印的内容是“极客时间”。第二次执行 showName 函数也是走同样的流程，所以输出的结果也是“极客时间”。
showName();
var showName = function () {
  console.log(2);
};
function showName() {
  console.log(1);
}

// 打印结果如下

输出1;

编译阶段: var showName;
function showName() {
  console.log(1);
}

执行阶段: showName(); //输出1
showName = function () {
  console.log(2);
};
//如果后面再有showName执行的话，就输出2因为这时候函数引用已经变了

综上所述，我们得出两个结论：

  • 一段代码如果定义了两个相同名字的函数，那么最终生效的是最后一个函数。
  • 如果遇到变量和函数同名，那么函数声明优先级更高。