理解JavaScript的编译过程与运行机制

原创
2014/03/19 07:55
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    JavaScript引擎,不是逐条解释执行javaScript代码,而是按照代码块一段段解释执行。所谓代码块就是使用<script>标签分隔的代码段。

一、编译阶段

对于常见编译型语言(例如:Java)来说,编译步骤分为:词法分析->语法分析->语义检查->代码优化和字节生成。

对于解释型语言(例如JavaScript)来说,通过词法分析和语法分析得到语法树后,就可以开始解释执行了。

(1)词法分析是将字符流(char stream)转换为记号流(token stream),就像英文句子一个个单词独立翻译,举例:

代码:var result = testNum1 - testNum2; 

词法分析后 :

  1. NAME "result"  
  2. EQUALS  
  3. NAME "testNum1"  
  4. MINUS  
  5. NAME "testNum2"  
  6. SEMICOLON 

(2)语法分析得到语法树,举例:

条件语句 if(typeof a == "undefined" ){ a = 0; } else { a = a; } alert(a);


当JavaScript解释器在构造语法树的时候,如果发现无法构造,就会报语法错误,并结束整个代码块的解析。

(3“预编译”(并非完全的顺序执行)

“function函数”是一等公民!编译阶段,会把定义式的函数优先执行,也会把所有var变量创建,默认值为undefined,以提高程序的执行效率!

总结:当JavaScript引擎解析脚本时,它会在预编译期对所有声明的变量和函数进行处理!并且是先预声明变量,再预定义函数!

二、JavaScript执行过程

 在解释过程中,JavaScript引擎是严格按着作用域机制(scope)来执行的。JavaScript语法采用的是词法作用域 (lexcical scope),也就是说JavaScript的变量和函数作用域是在定义时决定的,而不是执行时决定的,由于词法作用域取决于源代码结构,所以 JavaScript解释器只需要通过静态分析就能确定每个变量、函数的作用域,这种作用域也称为静态作用域(static scope)。补充:但需要注意,with和eval的语义无法仅通过静态技术实现,实际上,只能说JS的作用域机制非常接近lexical scope。

JavaScript中的变量作用域在函数体内有效,无作用域;

function func(){
    for(var i = 0; i < array.length; i++){  
       //do something here.  
    }  
    //此时i仍然有值,及I == array.length  
    print(i);//但在java语言中,则无效
}

    JavaScript引擎在执行每个函数实例时,都会创建一个执行环境(execution context)。执行环境中包含一个调用对象(call object), 调用对象是一个scriptObject结构(“运行期上下文”),用来保存内部变量表varDecls、内嵌函数表funDecls、父级引用列表upvalue等语法分析 结构(注意:varDecls和funDecls等信息是在语法分析阶段就已经得到,并保存在语法树中。函数实例执行时,会将这些信息从语法树复制到 scriptObject上)。scriptObject是与函数相关的一套静态系统,与函数实例的生命周期保持一致,函数执行完毕,该对象销毁。

    JavaScript引擎通过作用域链(scope chain)把多个嵌套的作用域串连在一起,并借助这个链条帮助JavaScript解释器检索变量的值。这个作用域链相当于一个索引表,并通过编号来存 储它们的嵌套关系。当JavaScript解释器检索变量的值,会按着这个索引编号进行快速查找,直到找到全局对象(global object)为止,如果没有找到值,则传递一个特殊的undefined值。

案例分析:

var scope = "global";
scopeTest();
function scopeTest(){  
    alert(scope);  
    var scope = "local";  
    alert(scope);  
}

打印结果:undefined,local;

分析:省略词法分析等过程...执行遇到函数调用scopeTest(),创建一个调用对象(运行期上下文,函数执行完毕,该对象销毁),构造它的作用域链时,搜索函数中用var声明的变量放入该链(在语法分析阶段就已经得到放在语法树中,此时只是拷贝过来),因此scope在整个函数scopeTest内都是可见的(从函数体的第一行到最后一行)。虽然函数scopeTest的作用域链上有全局对象,自然能够访问到全局的scope,但寻找变量时会沿着自身作用域链向上逐个找,因此首先找到自己的scope:undefined。

    如果函数引用了外部变量的值,则JavaScript引擎会为该函数创建一个闭包体(closure),闭包体是一个完全封闭和独立的作用域,它不会在函数调用完毕后就被JavaScript引擎当做垃圾进行回收。闭包体可以长期存在,因此开发人员常把闭包体当做内存中的蓄水池,专门用来长期保存变量的值。只有当闭包体的外部引用被全部设置为null值时,该闭包才会被回收。当然,也容易引发垃圾泛滥,甚至出现内存外溢的现象。





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