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图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制


说明

图解 Google V8 学习笔记

函数声明与函数表达式的差异

我们先来看两段代码的对比:

代码片段1:

foo()
function foo(){
console.log('foo')
}

执行代码,发现没有报错,并且成功打印了 foo。

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_javascript

代码片段2:

foo()
var foo = function (){
console.log('foo')
}

同样我们执行代码,发现代码执行报错了:​​Uncaught TypeError: foo is not a function​

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_作用域_02

都是在定义的函数之前调用函数,为什么代码片段1执行成功,而代码片段2执行报错?

原因:这两种定义函数的方式具有不同语义,不同的语义触发了不同的行为。

我们把第一种称之为函数声明

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_作用域_03

第二种称之为函数表达式

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_函数表达式_04

函数声明与函数表达式区别

  1. 函数表达式是在表达式语句中使用 function 的,最典型的表达式是​​a=b​​​ 这种形式,因为函数也是一个对象,我们把​​a = function (){}​​ 这种方式称为函数表达式;
  2. 在函数表达式中,可以省略函数名称,从而创建匿名函数(​​anonymous functions​​)
  3. 一个函数表达式可以被用作一个立即调用的函数表达式(IIFE)(​​Immediately Invoked Function Expression​​)

V8 是怎么处理函数声明的?

先看一个例子:

var x = 5
function foo(){
console.log('Foo')
}

V8 执行这段代码的流程大致如下:

在编译阶段:

  • 如果解析到函数声明,那么 V8 会将这个函数声明转换为内存中的函数对象,并将其放到作用域中。
  • 如果解析到了某个变量声明,也会将其放到作用域中,但是会将其值设置为 undefined,表示该变量还未被使用。

在执行阶段:

  • 如果使用了某个变量,或者调用了某个函数,那么 V8 便会去作用域查找相关内容。

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_作用域_05

查看作用域的数据

没有d8环境的可以参考我这篇文章​​window 系统里怎么使用 jsvu 工具快速调试 v8?​​

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_v8_06


我们在 ​​kaimo.js​​ 里添加上面的代码

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_作用域_07

然后执行命令

v8-debug --print-scopes kaimo.js

执行之后我们就能看到作用域的数据

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_javascript_08

Inner function scope:
function foo () { // (00000254208756A0) (23, 53)
// NormalFunction
// 2 heap slots
}
Global scope:
global { // (00000254208753F0) (0, 53)
// will be compiled
// NormalFunction
// 1 stack slots
// temporary vars:
TEMPORARY .result; // (0000025420875900) local[0]
// local vars:
VAR foo; // (0000025420875870)
VAR x; // (0000025420875610)

function foo () { // (00000254208756A0) (23, 53)
// lazily parsed
// NormalFunction
// 2 heap slots
}
}

我们可以看到,作用域中包含了变量 x 和 foo,变量 x 的默认值是 undefined,变量 foo 指向了 foo 函数对象,foo 函数对象被 V8 存放在内存中的堆空间了,这些变量都是在编译阶段被装进作用域中的。

在编译阶段,将所有的变量提升到作用域的过程称为变量提升

表达式和语句

在 V8 解析 JavaScript 源码的过程中,如果遇到普通的变量声明,那么便会将其提升到作用域中,并给该变量赋值为 undefined,如果遇到的是函数声明,那么 V8 会在内存中为声明生成函数对象,并将该对象提升到作用域中。

这是为什么呢?这跟表达式和语句有关。

简单的说:表达式就是表示值的式子,而语句是操作值的式子。

举个例子:

x = 1
1 === 2

上面这些就是表达式,因为执行这段代码,它会返回一个值。

而定义了一个变量,比如:

var x

就是一个语句,执行该语句时,V8 并不会返回任何值给你。

在比如:声明了一个函数时

function foo(){
return 1
}

执行这段代码时,V8 并没有返回任何的值,它只是解析 foo 函数,并将函数对象存储到内存中。

我们在看一个声明变量赋值的例子:

var x = 313

V8 执行这段代码时,会认为它是两段代码:

  • ​var x = undefined​​:定义变量的语句,在编译阶段完成。V8 将这些变量存放在作用域时,还会给它们赋一个默认的 undefined 值。
  • ​x = 313​​:赋值的表达式,在执行阶段完成的,不会在编译阶段执行的。

函数声明是表达式还是语句呢?

函数声明并不是一个表达式,而是一个语句。另外函数也是一个对象,在编译阶段,V8 就会将整个函数对象提升到作用域中,并不是给该函数名称赋一个 ​​undefined​​。

V8 是怎么处理函数表达式的?

在一个表达式中使用 function 来定义一个函数,那么就把该函数称为函数表达式

foo = function (){
console.log('foo')
}

函数表达式

例子:

var foo = function (){
console.log('foo')
}

可以把这段代码拆分为下面两行代码:

var foo = undefined

这一行是声明语句, V8 在解析阶段,会在作用域中创建该对象,并将该对象设置为 undefined,

foo = function (){
console.log('foo')
}

这一行是函数表达式,在编译阶段,V8 并不会处理函数表达式,也就不会将该函数表达式提升到作用域中。

立即调用的函数表达式(IIFE)

(function () {

})

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_javascript_09


因为小括号之间存放的必须是表达式,如果在小阔号里面定义一个函数,那么 V8 就会把这个函数看成是函数表达式,执行时它会返回一个函数对象。如果直接在表达式后面加上调用的括号,这就称为​​立即调用函数表达式(IIFE)​​。

比如下面这个就是 IIFE

(function () {

})()

函数立即表达式也是一个表达式,所以 V8 在编译阶段,并不会为该表达式创建函数对象。这样的一个好处就是不会污染环境,函数和函数内部的变量都不会被其他部分的代码访问到。

因为函数立即表达式是立即执行的,所以将一个函数立即表达式赋给一个变量时,不是存储 IIFE 本身,而是存储 IIFE 执行后返回的结果。

比如:

var kaimo = (function () {
return 777
})()

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_函数表达式_10

经典面试题

通过上面的学习,这两个题目应该得心应手。【手动狗头】

var n = 1;
(function foo(){
n = 100;
console.log(n);
}())
console.log(n);

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_函数表达式_11

var n = 1;
function foo(){
n = 100;
console.log(n);
}
console.log(n);
foo()

图解 Google V8 # 05:函数表达式的底层工作机制_v8_12

参考资料

  • ​​window 系统里怎么使用 jsvu 工具快速调试 v8?​​


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