JavaScript 运行原理解析

说到JavaScript的运行原理，自然绕不开JS引擎，运行上下文，单线程，事件循环，事件驱动，回调函数等概念。

为了更好的理解JavaScript如何工作的，首先要理解以下几个概念。

JS Engine(JS引擎)

Runtime(运行上下文)

Call Stack (调用栈)

Event Loop(事件循环)

Callback (回调)

1.JS Engine

简单来说，JS引擎主要是对JS代码进行词法、语法等分析，通过编译器将代码编译成可执行的机器码让计算机去执行。

目前最流行的JS引擎非V8莫属了，Chrome浏览器和Node.js采用的引擎就是V8引擎。引擎的结构可以简单由下图表示：

就如JVM虚拟机一样，JS引擎中也有堆(Memory Heap)和栈(Call Stack)的概念。

栈。用来存储方法调用的地方，以及基础数据类型(如var a = 1)也是存储在栈里面的，会随着方法调用结束而自动销毁掉(入栈-->方法调用后-->出栈)。

堆。JS引擎中给对象分配的内存空间是放在堆中的。如var foo = {name: 'foo'} 那么这个foo所指向的对象是存储在堆中的。

此外，JS中存在闭包的概念，对于基本类型变量如果存在与闭包当中，那么也将存储在堆中。详细可见此处1,3

关于闭包的情况，就涉及到Captured Variables。我们知道Local Variables是最简单的情形，是直接存储在栈中的。而Captured Variables是对于存在闭包情况和with,try catch情况的变量。

function foo () { 

 var x; // local variables 

 var y; // captured variable, bar中引用了y 

 function bar () { 

 // bar 中的context会capture变量y 

 use(y); 

 } 

 return bar; 

} 

如上述情况，变量y存在与bar()的闭包中，因此y是captured variable，是存储在堆中的。

2.RunTime

JS在浏览器中可以调用浏览器提供的API，如window对象，DOM相关API等。这些接口并不是由V8引擎提供的，是存在与浏览器当中的。因此简单来说，对于这些相关的外部接口，可以在运行时供JS调用，以及JS的事件循环(Event Loop)和事件队列(Callback Queue)，把这些称为RunTime。有些地方也把JS所用到的core lib核心库也看作RunTime的一部分。

同样，在Node.js中，可以把Node的各种库提供的API称为RunTime。所以可以这么理解，Chrome和Node.js都采用相同的V8引擎，但拥有不同的运行环境(RunTime Environments)[4]。

3.Call Stack

JS被设计为单线程运行的，这是因为JS主要用来实现很多交互相关的操作，如DOM相关操作，如果是多线程会造成复杂的同步问题。因此JS自诞生以来就是单线程的，而且主线程都是用来进行界面相关的渲染操作 (为什么说是主线程，因为HTML5 提供了Web Worker，独立的一个后台JS，用来处理一些耗时数据操作。因为不会修改相关DOM及页面元素，因此不影响页面性能)，如果有阻塞产生会导致浏览器卡死。

如果一个递归调用没有终止条件，是一个死循环的话，会导致调用栈内存不够而溢出，如：

function foo() { 

 foo(); 

} 

foo(); 

例子中foo函数循环调用其本身，且没有终止条件，浏览器控制台输出调用栈达到最大调用次数。

JS线程如果遇到比较耗时操作，如读取文件，AJAX请求操作怎么办?这里JS用到了Callback回调函数来处理。

对于Call Stack中的每个方法调用，都会形成它自己的一个执行上下文Execution Context，关于执行上下文的详细阐述请看这篇文章

4.Event Loop & Callback

JS通过回调的方式，异步处理耗时的任务。一个简单的例子：

var result = ajax('...');console.log(result);复制代码

此时并不会得到result的值，result是undefined。这是因为ajax的调用是异步的，当前线程并不会等到ajax请求到结果后才执行console.log语句。而是调用ajax后请求的操作交给回调函数，自己是立刻返回。正确的写法应该是：

ajax('...', function(result) { 

 console.log(result); 

}) 

此时才能正确输出请求返回的结果。

JS引擎其实并不提供异步的支持，异步支持主要依赖于运行环境(浏览器或Node.js)。

So, for example, when your JavaScript program makes an Ajax request to fetch some data from the server, you set up the “response” code in a function (the “callback”), and the JS Engine tells the hosting environment: “Hey, I’m going to suspend execution for now, but whenever you finish with that network request, and you have some data, please call this function back.”

（编辑：辽源站长网）

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