JavaScript的运行机制

weiheli 发布于 2018-01-20

1. 执行环境(Execution Context)
2. 执行环境栈(Execution Context Stack)
3. 执行环境内部详情
4. 事件循环(Event Loop)
5. timer中的0ms和1ms
6. Node中的Event Loop
7. 参考

执行环境(Execution Context)

JS代码可以归为下面三种情况之一：

全局代码：首先执行这里的代码
函数代码
Eval代码：eval()函数中的文本

默认有一个全局执行环境，只能有一个全局执行环境。

执行函数会创建一个新的执行环境，可以有多个函数执行环境。

执行环境栈(Execution Context Stack)

JS引擎默认进入全局执行环境执行全局代码，如果在全局代码中调用了一个函数，就会创建一个新的执行环境，并添加到栈的顶部，JS引擎始终执行栈顶部的执行环境，一旦函数执行完成，当前的执行环境就会被弹出, JS引擎继续执行下一个执行环境，直到再次到达全局执行环境。

执行环境内部详情

调用执行环境分两个阶段

1.创建阶段

1.创建作用域链
2.创建变量、函数和参数
3.确定this的值

2.执行阶段

从上到下逐行执行代码。

从概念上来看，执行环境就像一个对象，包含三个属性

executionContextObj = {
  // 作用域链
  'scopeChain': { /* variableObject + all parent execution context's variableObject */ },

  // 变量对象
  'variableObject': { /* function arguments / parameters, inner variable and function declarations */ },

  'this': {}
}

执行环境的执行流程如下：

1.创建执行环境
2.进入创建阶段
3.初始化作用域链
4.创建变量对象
5.创建arguments对象，arguments对象创建与参数名相同的属性，以引用的方式指向参数

function a(x, y) {
  console.log(arguments); // { '0': 1, '1': 2 }
  x = 3;
  y = 4;
  console.log(arguments); // { '0': 3, '1': 4 }
}

a(1, 2);

6.扫描环境内的函数声明
7.每发现一个函数声明，在变量对象中创建与函数名相同的属性，值是指向这个函数的指针
8.如果这个函数名已存在，则重写这个指针的值
9.扫描环境内的变量声明
10.每发现一个变量声明，在变量对象中创建与变量名相同的属性，值初始化为undefined
11.如果变量名已存在，则什么也不做
12.确定this的值
13.进入执行阶段
14.逐行执行代码

事件循环(Event Loop)

JS是单线程，为了不阻塞线程，JS通过事件循环的方案解决耗时任务。

任务分两种：

1.宏任务(Macrotask)：script、setTimeout、setInterval、setImmediate、I/O、UI交互事件
2.微任务(Microtask)：Promise、process.nextTick、MutaionObserver

对应的任务队列分别是宏任务队列(Macrotask Queue)和微任务队列(Microtask Queue)。

一开始执行的<script>就属于宏任务。

Event Loop将一个宏任务压入执行环境栈，在执行环境栈执行的过程中，如果遇到任务，则放到相应的任务队列中，全部出栈后，清空所有的微任务，依此循环往复。

注意，微任务中会优先清空next tick queue，即通过 process.nextTick 注册的函数。

timer中的0ms和1ms

不管是浏览器还是Node，最低延时是1ms

setTimeout(function () {
  console.log(0);
}, 1);

setTimeout(function () {
  console.log(1);
}, 0);

打印：0 1

原因如下（Blink源码和Node源码）：

1
2
3

// https://chromium.googlesource.com/chromium/blink/+/master/Source/core/frame/DOMTimer.cpp#93

double intervalMilliseconds = std::max(oneMillisecond, interval * oneMillisecond);

1 2	if (!(after >= 1 && after <= TIMEOUT_MAX)) after = 1; // schedule on next tick, follows browser behavior

Node中的Event Loop

在 Node 中，如果延时相同，则会被合并成一个任务

setTimeout(function () {
  new Promise(function (resolve) {
    console.log(1);
    resolve();
  }).then(function () {
    console.log(2);
  });
});

setTimeout(function () {
  new Promise(function (resolve) {
    console.log(3);
    resolve();
  }).then(function () {
    console.log(4);
  });
});

在 Chrome 打印：1 2 3 4

但在 Node 中打印：1 3 2 4