摘要：為了防止之后自己又開始模糊，所以自己來總結(jié)一下中關(guān)于作用域鏈和原型鏈的知識，并將二者相比較看待進一步加深理解。因此我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)多個作用域相互嵌套的時候，就形成了作用域鏈。原型鏈原型說完了作用域鏈，我們來講講原型鏈。

　　畢業(yè)也整整一年了，看著很多學(xué)弟都畢業(yè)了，忽然心中頗有感慨，時間一去不復(fù)還呀。記得從去年這個時候接觸到JavaScript,從一開始就很喜歡這門語言，當(dāng)時迷迷糊糊看完了《JavaScript高級程序設(shè)計》這本書，似懂非懂。這幾天又再次回顧了這本書，之前很多不理解的內(nèi)容似乎開始有些豁然開朗了。為了防止之后自己又開始模糊，所以自己來總結(jié)一下JavaScript中關(guān)于 作用域鏈和原型鏈的知識，并將二者相比較看待進一步加深理解。以下內(nèi)容都純屬于自己的理解，有不對的地方歡迎指正。

　　首先我們需要了解的是作用域做什么的？當(dāng)JavaScript引擎在某一作用域中遇見變量和函數(shù)的時候，需要能夠明確變量和函數(shù)所對應(yīng)的值是什么，所以就需要作用域來對變量和函數(shù)進行查找，并且還需要確定當(dāng)前代碼是否對該變量具有訪問權(quán)限。也就是說作用域主要有以下的任務(wù):

收集并維護所有聲明的標(biāo)識符(變量和函數(shù))

依照特定的規(guī)則對標(biāo)識符進行查找

確定當(dāng)前的代碼對標(biāo)識符的訪問權(quán)限

　　舉一個例子:

function foo(a) {
    console.log( a ); // 2
}

foo( 2 );

　　對于上述代碼，JavaScript引擎需要對作用域發(fā)出以下的命令

查詢標(biāo)識符foo,得到變量后執(zhí)行該變量

查詢標(biāo)識符a,得到變量后對其賦值為2

查詢標(biāo)識符console,得到變量后準(zhǔn)備執(zhí)行屬性log

查詢標(biāo)識符a,得到變量后，作為參數(shù)傳入console.log執(zhí)行

　　我們省略了函數(shù)console.log內(nèi)部的執(zhí)行過程，我們可以看到對JavaScript引擎來說，作用域最重要的功能就是查詢標(biāo)識符。從上面的例子來看，引擎對變量的使用其實不是都一樣的。比如第一步引擎得到標(biāo)識符foo的目的是執(zhí)行它(或者說是為了拿到標(biāo)識符里存儲的值)。
但第二步中引擎查找標(biāo)識符a的目的是為了對其賦值(也就是改變存儲的值)。所以查找也分為兩種：LHS和RHS。

　　我在之前的一篇文章中從LHS與RHS角度淺談Js變量聲明與賦值曾經(jīng)介紹過LHS與RHS,這兩個看起來很高大上的名詞其實非常簡單。LHS指的是Left-hand Side，而RHS指的是Right-hand Side。分別對應(yīng)于兩種不同目的的詞法查詢。LHS所查詢的目的是為了賦值(類似于該變量會位于賦值符號=的左邊)，例如第二步查找變量a的過程。而RHS所查詢的目的是為了引用(類似于變量會位于賦值符號=的右邊)，例如第一步查找變量foo的過程。
　　

　　我們知道代碼不僅僅可以訪問當(dāng)前的作用域的變量，對于嵌套的父級作用域中的變量也可以訪問。我們先只在ES5中表述，我們知道JavaScript在ES5中是沒有塊級作用域的，只有函數(shù)可以創(chuàng)建作用域。舉個例子:
　　

function Outer(){
    var outer = "outer";
    Inner();
    function Inner(){
        var inner = "inner";
        console.log(outer,inner) // outer inner
    }
}

　　當(dāng)引擎執(zhí)行到函數(shù)Inner內(nèi)部的時候，不僅可以訪問當(dāng)前作用域而且可以訪問到Outer的作用域，從而可以訪問到標(biāo)識符outer。因此我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)多個作用域相互嵌套的時候，就形成了作用域鏈。詞法作用域在查找標(biāo)識符的時候，優(yōu)先在本作用域中查找。如果在本作用域沒有找到標(biāo)識符，會繼續(xù)向上一級查找，當(dāng)?shù)诌_最外層的全局作用域仍然沒有找到，則會停止對標(biāo)識符的搜索。如果沒有查找到標(biāo)識符，會根據(jù)不同的查找方式作出不同的反應(yīng)。如果是RHS,則會拋出Uncaught ReferenceError的錯誤，如果是LHS,則會在查找最外層的作用域聲明該變量，這就解釋了為什么對未聲明的變量賦值后該變量會成為全局變量。所以上面的代碼執(zhí)行

console.log(outer,inner)

的時候，引擎會首先要求Inner函數(shù)的詞法作用域查找(RHS)標(biāo)識符outer，被告知該詞法作用域不存在該標(biāo)識符，然后引擎會要求嵌套的上一級Outer詞法作用域查找(RHS)標(biāo)識符outer,Outer詞法作用域的查找成功并將結(jié)果返回給引擎。

　　上面我們理解作用域鏈都是從作用域鏈查找變量的角度去考慮的，其實這已經(jīng)足夠了，大部分作用域鏈的場景都是查找標(biāo)識符。但是我們可以換一個角度去理解作用域鏈。其實JavaScript的每個函數(shù)都有對應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境(execution context)。當(dāng)執(zhí)行流進入進入一個函數(shù)時，該函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境就會被推入環(huán)境棧，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行結(jié)束之后，該函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境就會被彈出環(huán)境棧，執(zhí)行環(huán)境被變更為之前的執(zhí)行環(huán)境。而每創(chuàng)建一個執(zhí)行環(huán)境時，會同時生成一個變量對象(variable object)(函數(shù)生成的是活動變量(activation object))，用來存儲當(dāng)前執(zhí)行環(huán)境中定義的變量和函數(shù)，當(dāng)執(zhí)行環(huán)境結(jié)束時，當(dāng)前的變量(活動)對象就會被銷毀(全局的變量對象是一直存在的，不會被銷毀)。雖然我們無法訪問到變量(活動)對象，但詞法作用域查找標(biāo)識符會使用它。
　　當(dāng)對于函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境生成的活動對象，初始化就會存在兩個變量:this和arguments，因此我們在函數(shù)中就直接可以使用這兩個變量。對于作用域鏈存儲都是變量(活動)對象，而當(dāng)前執(zhí)行環(huán)境的變量對象就存儲在作用域鏈的最前端，優(yōu)先被查找。從這個角度看，標(biāo)識符解析是沿著作用域鏈一級一級地在變量(活動)對象中搜索標(biāo)識符的過程。搜索過程始終從作用域鏈的前端開始，然后逐級地向后回溯，直至找到標(biāo)識符為止。
　　

　　這年頭出去面試JavaScript的崗位，各個都要問你閉包的問題，開始的時候覺得閉包的概念蠻高級的，后來覺得這個也沒啥東西可講的。老早的之前就寫過一篇關(guān)于閉包的文章淺談JavaScript閉包,講到現(xiàn)在我覺得把閉包放到作用域鏈一起將會更好。還是繼續(xù)講個例子:

function fn(){
    var a = "JavaScript";
    function func(){
        console.log(a);
    }
    return func;
}

var func = fn();
func(); //JavaScript

　　首先明確一下什么是閉包？我認(rèn)為閉包最好的概念解釋就是:

函數(shù)在定義的詞法作用域以外的地方被調(diào)用，閉包使得函數(shù)可以繼續(xù)訪問定義時的詞法作用域。

　　func函數(shù)執(zhí)行的位置和定義的位置是不相同的，func是在函數(shù)fn中定義的，但執(zhí)行卻是在全局環(huán)境中，雖然是在全局函數(shù)中執(zhí)行的，但函數(shù)仍然可以訪問當(dāng)定義時的詞法作用域。如下圖所示:

　　我們之前說過，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后其活動變量就會被銷毀，但是在上面的例子中卻不是這個樣子。但函數(shù)fn執(zhí)行結(jié)束之后，fn對象的活動變量并沒有被銷毀，這是因為fn返回的函數(shù)func的作用域鏈還保持著fn的活動變量，因此JavaScript的垃圾回收機制不會回收fn活動變量。雖然返回的函數(shù)func是在全局環(huán)境下執(zhí)行的，但是其作用域鏈的存儲的活動(變量)對象的順序分別是:func的活動變量、fn的活動變量、全局變量對象。因此在func函數(shù)執(zhí)行時，會順著作用域鏈查找標(biāo)識符，也就能訪問到fn所定義的詞法作用域(即fn函數(shù)的活動變量)也就不足為奇了。這樣看起來是不是覺得閉包也是非常的簡單。
　　

　　說完了作用域鏈，我們來講講原型鏈。首先也是要明確什么是原型？所有的函數(shù)都有一個特殊的屬性: prototype(原型)，prototype屬性是一個指針，指向的是一個對象(原型對象)，原型對象中的方法和屬性都可以被函數(shù)的實例所共享。所謂的函數(shù)實例是指以函數(shù)作為構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的對象，這些對象實例都可以共享構(gòu)造函數(shù)的原型的方法。舉個例子:
　　

var Person = function(name){
    this.name = name;
}
Person.prototype.sayName = function(){
    console.log("name: ",this.name)
};

var person = new Person("JavaScript");
person.sayName(); //JavaScript

　　在上面的例子中，對象person是構(gòu)造函數(shù)Person創(chuàng)建的實例。所謂的構(gòu)造函數(shù)也只不過是普通的函數(shù)通過操作符new來調(diào)用。在使用new操作符調(diào)用函數(shù)時主要執(zhí)行以下幾個步驟:

創(chuàng)建新的對象，并將函數(shù)的this指向新創(chuàng)建的對象

執(zhí)行函數(shù)

返回新創(chuàng)建的對象

　　通過構(gòu)造函數(shù)返回的對象，其中含有一個內(nèi)部指針[[Prototype]]指向構(gòu)造函數(shù)的原型對象，當(dāng)然我們是無法訪問到這個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部指針[[Prototype]],但是在Firefox、Safari和Chrome在上都支持一個屬性__proto__，用來指向構(gòu)造函數(shù)的原型對象。下圖就解釋了上面的結(jié)構(gòu):

　　我們可以看到，構(gòu)造函數(shù)Person的prototype屬性指向Prototype的原型對象。而person作為構(gòu)造函數(shù)Person創(chuàng)建的實例，其中存在內(nèi)部指針也指向Person的原型對象。需要注意的是，在Person的原型對象中存在一個特殊的屬性constructor，指向構(gòu)造函數(shù)Person。在我們的例子中，執(zhí)行到:

person.sayName(); //JavaScript

　　當(dāng)執(zhí)行person的sayName屬性時，首先會在對象實例中查找sayName屬性，當(dāng)發(fā)現(xiàn)對象實例中不存在sayName時，會轉(zhuǎn)而去搜索person內(nèi)部指針[[Prototpe]]所指向的原型對象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)原型對象中存在sayName屬性時，執(zhí)行該屬性。關(guān)于函數(shù)sayName中this的指向，有興趣可以戳這篇文章一個小小的JavaScript題目。
　　

　　講完了原型，再講講原型鏈，其實我們上面的圖并不完整，因為所有函數(shù)的默認(rèn)原型都是Object的實例，所以函數(shù)原型實例的內(nèi)部指針[[Prototype]]指向的是Object.prototype,讓我們繼續(xù)來完善一下:
　　

　　
　　這就是完整的原型鏈，假如我們執(zhí)行下面代碼:

person.toString()

　　
　　執(zhí)行上面代碼時，首先會在對象實例person中查找屬性toString方法，我們發(fā)現(xiàn)實例中不存在toString屬性。然后我們轉(zhuǎn)到person內(nèi)部指針[[Prototype]]指向的Person原型對象去尋找toString屬性，結(jié)果是仍然不存在。這找不到我們就放棄了？開玩笑，我們這么有毅力。我們會再接著到Person原型對象的內(nèi)部指針[[Prototype]]指向的Object原型對象中查找，這次我們發(fā)現(xiàn)其中確實存在toString屬性，然后我們執(zhí)行toString方法。發(fā)現(xiàn)了沒有，這一連串的原型形成了一條鏈，這就是原型鏈。
　　
　　其實我們上面例子中對屬性toString查找屬于RHS,以RHS方式尋找屬性時，會在原型鏈中依次查找，如果在當(dāng)前的原型中已經(jīng)查找到所需要的屬性，那么就會停止搜索，否則會一直向后查找原型鏈，直到原型鏈的結(jié)尾(這一點有點類似于作用域鏈)，如果直到原型鏈結(jié)尾仍未找到，那么該屬性就是undefined。但執(zhí)行LHS方式的查找卻截然不同，當(dāng)發(fā)現(xiàn)對象實例本身不存在該屬性，直接在該對象實例中聲明變量，而不會去查找原型鏈。例如:

person.toString = function(){
    console.log("person")
}
person.toString(); //person

　　當(dāng)對person執(zhí)行LHS的方式查找toString屬性時，我們發(fā)現(xiàn)person中并不存在toString，這時會直接在person中聲明屬性，而不會去查找原型鏈，接著我們執(zhí)行person.toString()時，我們在實例中找到了toString屬性并將其執(zhí)行，這樣實例中的toString就屏蔽了原型鏈中的toString屬性。
　　

　　講完了作用域鏈和原型鏈，我們可以比較一下。作用域鏈的作用主要用于查找標(biāo)識符，當(dāng)作用域需要查詢變量的時候會沿著作用域鏈依次查找，如果找到標(biāo)識符就會停止搜索，否則將會沿著作用域鏈依次向后查找，直到作用域鏈的結(jié)尾。而原型鏈?zhǔn)怯糜?strong>查找引用類型的屬性，查找屬性會沿著原型鏈依次進行，如果找到該屬性會停止搜索并做相應(yīng)的操作，否則將會沿著原型鏈依次查找直到結(jié)尾。
　　　　
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