详解JS中的堆栈,事件循环,执行上下文和作用域以及闭包

1. 堆栈

在JavaScript中，内存堆是内存分配的地方，调用栈是代码执行的地方。

原始类型的保存方式：在变量中保存的是值本身，所以原始类型也被称之为值类型。

对象类型的保存方式：在变量中保存的是对象的“引用”，所以对象类型也被称之为引用类型。

调用栈理解非常简单，当遇见一个方法时推入调用栈中，执行一个方法弹出栈，每一个方法称为一个调用帧。

2. 事件循环

理解了堆栈之后，接着来看一下与之相关的事件循环。

首先需要明确的是JavaScript是单线程语言，所有代码都执行在一个线程中，这通常会导致一个问题，当一个方法耗时过长，整个页面随之卡住，所以为了避免这种情况发生，JavaScript中存在事件循环的机制(并非JavaScript创造)，来循环执行事件，堵塞的事件通过循环在后期再来判断是否执行完成，比如读取接口，后期再来看接口是否请求完成，请求完成之后再执行对应的回调函数（接口请求是浏览器提供的能力，不占用单线程）。

事件循环也就是将任务分为同步任务和异步任务，任务按照顺序进行执行。

事件循环中一个重要概念是宏任务和微任务，宏任务也就是线程中首先一轮执行的函数，微任务也就是宏任务里面的任务，类似进程和线程的关系，宏任务是进程，微任务是线程，下面来看一下三者之间的关系：

事件循环，其实循环的就是宏任务和微任务，当宏任务中有微任务时，执行里面的微任务。

下面来看一下在JavaScript中具体哪些函数是宏任务，哪些是微任务：

• macro-task(宏任务)：包括整体代码script，setTimeout，setInterval
• micro-task(微任务)：Promise，process.nextTick(node代码, 类似vue中this.$nextTick)

具体来看一下执行流程：

• 整体script作为第一个宏任务进入主线程；
• 遇到setTimeout 、 setInterval，其回调函数被分发到宏任务事件队列中；
• 遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务事件队列中；
• 遇到Promise，new Promise函数体内容直接执行。then等回调部分被分发到微任务事件队列中；
• 微任务在宏任务执行后开始执行，比如微任务属于第一个宏任务，那么第一个宏任务执行完，就执行第一个宏任务里面的微任务，也就是说 script 里面要是包含微任务，那么是先于 setTimeout 等第二轮执行的宏任务的；
• 第一轮执行完成后，开始第二轮，也就是setTimeout 、 setInterval 回调函数里面的内容，属于第二轮宏任务，如果里面包含微任务，那么紧接着回调函数里面内容执行完之后开始执行；
• 如果微任务里面还包含微任务，那么是紧接着外层的微任务开始执行的。

注意在node有一些不同，存在下面的优先级顺序：process.nextTick() > Promise.then() > setTimeout > setImmediate

下面来看一个具体的例子：

console.log('1');

setTimeout(function() {
    console.log('2');
    process.nextTick(function() {
        console.log('3');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('4');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('5')
    })
})
process.nextTick(function() {
    console.log('6');
})
new Promise(function(resolve) {
    console.log('7');
    resolve();
}).then(function() {
    console.log('8')
})

setTimeout(function() {
    console.log('9');
    process.nextTick(function() {
        console.log('10');
    })
    new Promise(function(resolve) {
        console.log('11');
        resolve();
    }).then(function() {
        console.log('12')
    })
})

第一轮事件循环流程分析如下：

• 整体script作为第一个宏任务进入主线程，遇到console.log，输出1。
• 遇到setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中。我们暂且记为setTimeout1。
• 遇到process.nextTick()，其回调函数被分发到微任务Event Queue中。我们记为process1。
• 遇到Promise，new Promise直接执行，输出7。then被分发到微任务Event Queue中。我们记为then1。
• 又遇到了setTimeout，其回调函数被分发到宏任务Event Queue中，我们记为setTimeout2。

• 上表是第一轮事件循环宏任务结束时各Event Queue的情况，此时已经输出了1和7。
• 我们发现了process1和then1两个微任务。
• 执行process1,输出6。
• 执行then1，输出8。

好了，第一轮事件循环正式结束，这一轮的结果是输出1，7，6，8。那么第二轮时间循环从setTimeout1宏任务开始：

首先输出2。接下来遇到了process.nextTick()，同样将其分发到微任务Event Queue中，记为process2。new Promise立即执行输出4，then也分发到微任务Event Queue中，记为then2。

• 第二轮事件循环宏任务结束，我们发现有process2和then2两个微任务可以执行。
• 输出3。
• 输出5。
• 第二轮事件循环结束，第二轮输出2，4，3，5。
• 第三轮事件循环开始，此时只剩setTimeout2了，执行。
• 直接输出9。
• 将process.nextTick()分发到微任务Event Queue中。记为process3。
• 直接执行new Promise，输出11。
• 将then分发到微任务Event Queue中，记为then3。

• 第三轮事件循环宏任务执行结束，执行两个微任务process3和then3。
• 输出10。
• 输出12。
• 第三轮事件循环结束，第三轮输出9，11，10，12。

整段代码，共进行了三次事件循环，完整的输出为1，7，6，8，2，4，3，5，9，11，10，12。 (请注意，node环境下的事件监听依赖libuv与前端环境不完全相同，输出顺序可能会有误差)。

3. 执行上下文

接着来看一下执行上下文，简而言之，执行上下文是评估和执行 JavaScript 代码的环境的抽象概念。每当 Javascript 代码在运行的时候，它都是在执行上下文中运行。

JavaScript 中有三种执行上下文类型：

• 全局执行上下文 — 这是默认或者说基础的上下文，任何不在函数内部的代码都在全局上下文中。它会执行两件事：创建一个全局的 window 对象（浏览器的情况下），并且设置 this 的值等于这个全局对象。一个程序中只会有一个全局执行上下文。
• 函数执行上下文 — 每当一个函数被调用时, 都会为该函数创建一个新的上下文。每个函数都有它自己的执行上下文，不过是在函数被调用时创建的。函数上下文可以有任意多个。每当一个新的执行上下文被创建，它会按定义的顺序（将在后文讨论）执行一系列步骤。
• Eval 函数执行上下文 — 执行在 eval 函数内部的代码也会有它属于自己的执行上下文，但由于 JavaScript 开发者并不经常使用 eval，所以在这里不会讨论。

总结一下，执行上下文大体分为全局和函数执行上下文，也就是执行环境，函数可以读取外部函数的变量，通常也称为闭包，通过这个原理，相比静态语言，可以更灵活的获取外部的参数。

执行上下文的不同，直接导致 this 值内容的不同。

同时一个执行上下文将会创建一个上面的执行栈，而不是所有的执行上下文的所有方法共用一个执行栈。

4. 作用域

作用域这个内容非常简单，基本上所有语言都存在作用域，在JavaScript中，需要注意一点，函数中创建的值是在创建的时候获得的，而不是调用，通过代码来看一下：

let x = 10
function fn() {
  x = 20
  console.log(x)
}
function foo() {
  x = 30
  fn()  // 20
}
foo()

上面代码打印的值仍然是20，因为创建 fn 函数时，对应的作用域里面的值为20，而不是调用 fn 时，foo函数作用域里面的值。

这里有一个注意点，我们来看下面的代码：

let x = 10
function fn() {
  console.log(x)
}
function foo() {
  x = 30
  fn()  // 30
}
foo()

上面的代码会打印30，这是怎么回事，不是说再创建的位置取值吗？

答案是，确实是在创建的位置，但是先执行的foo函数，把外层的x的值变更了，下面的代码能解释这个问题：

let x = 10
function fn() {
  console.log(x)
}
function foo() {
  let x = 30
  fn()  // 10
}
foo()

可以看到，打印的其实并不是foo函数里的值，而是创建函数时的值。

接着我们要理一下，什么是创建时的值，这里要引出一个概念，作用域链，也就是取值的链条：

• 现在当前作用域查找a，如果有则获取并结束，如果没有则继续；
• 如果当前作用域是全局作用域，则证明a未定义，结束，否则继续；
• （不是全局作用域，那就是函数作用域）将创建该函数的作用域作为当前作用域；
• 跳转到第一步。

var a = 10
function fn() {
  var b = 20
  function bar() {
    console.log(a)	// 10
    console.log(b) // 20
  }
  return bar
}
var x = fn()
var b = 200
x()

总结一下

函数上下文环境是在函数执行时创建的，同时在上下文中生成了对应的变量，同一个函数根据传递进来的参数不同，里面的变量也会不同；

而作用域是函数创建时就产生了，作用域作用域，说白了就是这个函数自己的地盘，无论是否调用，反正这个函数都拥有这个地盘了；

只有当调用时才会创建上下文环境，并且可能不止一个，比如通过传递不同参数，可能会创建多个上下文环境，上下文环境说白了就是在这个环境中变量的值是什么，以便使用。

5. 闭包

前面铺垫了那么多内容，主要是用于引出闭包，闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。 在javascript中，只有函数内部的子函数才能读取局部变量，所以闭包可以理解成“定义在一个函数内部的函数“。 在本质上，闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。

下面我们来看看闭包运用的两种形式：

第一，函数作为返回值：

function fn() {
  var max = 100
  return function bar(x) {
    if (x > max) {
      console.log(x)
    }
  }
}
var f1 = fn()
f1(115)

上面返回的内部函数就是一个闭包，它可以读取其外部fn函数的max值，从这种情况来说，下面的情况也是闭包：

var max = 100
function fn() {
  console.log(max)
}
fn()

从上面两段代码可以看出，所有的函数其实只要函数内部能够读取了其外部的变量，都可以称为闭包，也就是说，所有函数都是闭包，因为一个函数最少也是可以读取全局环境下的变量的，只是第二段代码通常不是闭包的常见使用形式，常见的使用形式还是将函数作为返回值

第二，函数作为参数传递：

var max = 10
var fn = function (x) {
  if (x > 100) {
    console.log(x) // 不打印任何东西
  }
}
;(function (f) {
  var max = 100
  f(15)
})(fn)

函数作为参数传递，进入另一个函数作为另一个函数的内容，此时传递的这个函数就是一个闭包，注意一下，这里的max根据前面的作用域原则，是读取函数定义时的max，而不是调用时。

以上就是详解JS中的堆栈,事件循环,执行上下文和作用域以及闭包的详细内容，更多关于JS事件循环 执行上下文 作用域 闭包的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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