1. showName()
  2. console.log(myname)
  3. var myname = '极客时间'
  4. function showName() {
  5. console.log('函数showName被执行');
  6. }

第 1 行输出“函数 showName 被执行”,第 2 行输出“undefined”,这和前面想象中的顺序执行有点不一样啊!

变量提升(Hoisting)

  1. var myname = '极客时间'

这段代码你可以把它看成是两行代码组成的:

  1. var myname //声明部分
  2. myname = '极客时间' //赋值部分

image.png

  1. function foo(){
  2. console.log('foo')
  3. }
  4. var bar = function(){
  5. console.log('bar')
  6. }

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function(){console.log(‘bar’)}赋值给 bar。

为了直观理解,你可以参考下图:
image.png
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。

  1. /*
  2. * 变量提升部分
  3. */
  4. // 把变量 myname提升到开头,
  5. // 同时给myname赋值为undefined
  6. var myname = undefined
  7. // 把函数showName提升到开头
  8. function showName() {
  9. console.log('showName被调用');
  10. }
  11. /*
  12. * 可执行代码部分
  13. */
  14. showName()
  15. console.log(myname)
  16. // 去掉var声明部分,保留赋值语句
  17. myname = '极客时间'

image.png
从图中可以看出,对原来的代码主要做了两处调整:

  • 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:

image.png

1. 编译阶段

image.png
image.png
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。

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。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。你可以简单地把变量环境对象看成是如下结构:

  1. VariableEnvironment:
  2. myname -> undefined,
  3. showName ->function : {console.log(myname)

了解完变量环境对象的结构后,接下来,我们再结合下面这段代码来分析下是如何生成变量环境对象的。

  1. showName()
  2. console.log(myname)
  3. var myname = '极客时间'
  4. function showName() {
  5. console.log('函数showName被执行');
  6. }

我们可以一行一行来分析上述代码:

  • 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。

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,我也会在后面文章中做详细介绍,你可以类比如下的模拟代码:

  1. showName()
  2. console.log(myname)
  3. myname = '极客时间'

现在有了执行上下文和可执行代码了,那么接下来就到了执行阶段了。

2. 执行阶段

JavaScript 引擎开始执行“可执行代码”,按照顺序一行一行地执行。下面我们就来一行一行分析下这个执行过程:

  • 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”,变量环境如下所示:

    1. VariableEnvironment:
    2. myname -> "极客时间",
    3. showName ->function : {console.log(myname)

    好了,以上就是一段代码的编译和执行流程。实际上,编译阶段和执行阶段都是非常复杂的,包括了词法分析、语法解析、代码优化、代码生成等

    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

    1. function showName() {
    2. console.log('极客邦');
    3. }
    4. showName();
    5. function showName() {
    6. console.log('极客时间');
    7. }
    8. showName();

    我们来分析下其完整执行流程:

  • 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”。

综上所述,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。

总结

  • JavaScript 代码执行过程中,需要先做变量提升,而之所以需要实现变量提升,是因为 JavaScript 代码在执行之前需要先编译。
  • 在编译阶段,变量和函数会被存放到变量环境中,变量的默认值会被设置为 undefined;
  • 在代码执行阶段,JavaScript 引擎会从变量环境中去查找自定义的变量和函数。
  • 如果在编译阶段,存在两个相同的函数,那么最终存放在变量环境中的是最后定义的那个,这是因为后定义的会覆盖掉之前定义的。

学习这些内容主要目的是让你清楚 JavaScript 的执行机制:先编译,再执行

注意:

  • js中创建函数有两种方式:函数声明式和函数字面量式。只有函数声明才存在函数提升
  • 当有多个同名变量声明的时候,函数声明会覆盖变量声明。如果有多个函数声明,则是由最后的一个函数声明覆盖之前所有的声明。

思考

  1. var x = 1, y = 0, z = 0;
  2. var add = function (x) {
  3. return x = x+1;
  4. }
  5. y = add(x);
  6. function add (x) {
  7. return x = x + 3;
  8. }
  9. z = add(x);
  10. console.log(x, y, z);