Javascript的执行过程详细研究

下面我们以更形象的示例来说明JavaScript代码在页面中的执行顺序。如果说，JavaScript引擎的工作机制比较深奥是因为它属于底层行为，那么JavaScript代码执行顺序就比较形象了，因为我们可以直观感觉到这种执行顺序，当然JavaScript代码的执行顺序是比较复杂的，所以在深入JavaScript语言之前也有必要对其进行剖析。

1.1  按HTML文档流顺序执行JavaScript代码

首先，读者应该清楚，HTML文档在浏览器中的解析过程是这样的：浏览器是按着文档流从上到下逐步解析页面结构和信息的。JavaScript代码作为嵌入的脚本应该也算做HTML文档的组成部分，所以JavaScript代码在装载时的执行顺序也是根据脚本标签<script>的出现顺序来确定的。例如，浏览下面文档页面，你会看到代码是从上到下逐步被解析的。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <script>  
  2.   
  3. alert("顶部脚本");  
  4.   
  5. </script>  
  6.   
  7. <html><head>  
  8.   
  9. <script>  
  10.   
  11. alert("头部脚本");  
  12.   
  13. </script>  
  14.   
  15. <title></title>  
  16.   
  17. </head>  
  18.   
  19. <body>  
  20.   
  21. <script>  
  22.   
  23. alert("页面脚本");  
  24.   
  25. </script>  
  26.   
  27. </body></html>  
  28.   
  29. <script>  
  30.   
  31. alert("底部脚本");  
  32.   
  33. </script>  



如果通过脚本标签<script>的src属性导入外部JavaScript文件脚本，那么它也将按照其语句出现的顺序来执行，而且执行过程是文档装载的一部分。不会因为是外部JavaScript文件而延期执行。例如，把上面文档中的头部和主体区域的脚本移到外部JavaScript文件中，然后通过src属性导入。继续预览页面文档，你会看到相同的执行顺序。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <script>  
  2.   
  3. alert("顶部脚本");  
  4.   
  5. </script>  
  6.   
  7. <html>  
  8.   
  9. <head>  
  10.   
  11. <script src="head.js"></script>  
  12.   
  13. <title></title>  
  14.   
  15. </head>  
  16.   
  17. <body>  
  18.   
  19. <script src="body.js"></script>  
  20.   
  21. </body>  
  22.   
  23. </html>  
  24.   
  25. <script>  
  26.   
  27. alert("底部脚本");  
  28.   
  29. </script>  



1.2  预编译与执行顺序的关系

在Javascript中，function才是Javascript的第一型。当我们写下一段函数时，其实不过是建立了一个function类型的实体。

就像我们可以写成这样的形式一样：

function Hello() {

           alert("Hello");

       }

       Hello();

       var Hello = function() {

           alert("Hello");

       }

       Hello();

其实都是一样的。

但是当我们对其中的函数进行修改时，会发现很奇怪的问题。

   <scripttype="text/javascript">

       function Hello(){

            alert("Hello");

       }

       Hello();

       functionHello() {

            alert("Hello World");

       }

       Hello();

    </script>

我们会看到这样的结果：连续输出了两次Hello World。而非我们想象中的Hello和Hello World。

这是因为Javascript并非完全的按顺序解释执行，而是在解释之前会对Javascript进行一次“预编译”，在预编译的过程中，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。也就是说上面的一段代码其实被JS引擎预编译为这样的形式：

    <scripttype="text/javascript">

        var Hello = function() {

            alert("Hello");

        }

        Hello = function() {

            alert("Hello World");

        }

        Hello();

        Hello();

    </script>

我们可以通过上面的代码很清晰地看到，其实函数也是数据，也是变量，我们也可以对“函数“进行赋值（重赋值）。当然，我们为了防止这样的情况，也可以这样：

 <scripttype="text/javascript">

        functionHello() {

            alert("Hello");

        }

        Hello();

    </script>

    <scripttype="text/javascript">

        functionHello() {

            alert("Hello World");

        }

        Hello();

    </script>

这样，程序被分成了两段，JS引擎也就不会把他们放到一起了。

 

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。

做如下处理：

1. 在执行前会进行类似“预编译”的操作：首先会创建一个当前执行环境下的

活动对象，并将那些用var申明的变量设置为活动对象的属性，但是此时这些变量的赋值都是undefined，并将那些以function定义的函数也添加为活动对象的属性，而且它们的值正是函数的定义。

2. 在解释执行阶段，遇到变量需要解析时，会首先从当前执行环境的活动对象中查找，如果没有找到而且该执行环境的拥有者有prototype属性时则会从prototype链中查找，否则将会按照作用域链查找。遇到var a = ...这样的语句时会给相应的变量进行赋值（注意：变量的赋值是在解释执行阶段完成的，如果在这之前使用变量，它的值会是undefined）
所以，就会出现当JavaScript解释器执行下面脚本时不会报错：

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. alert(a);                            // 返回值undefined  
  2.   
  3. var a=1;  
  4.   
  5. alert(a);                            // 返回值1  



由于变量声明是在预编译期被处理的，所以在执行期间对于所有代码来说，都是可见的。但是，你也会看到，执行上面代码，提示的值是undefined，而不是1。这是因为，变量初始化过程发生在执行期，而不是预编译期。在执行期，JavaScript解释器是按着代码先后顺序进行解析的，如果在前面代码行中没有为变量赋值，则JavaScript解释器会使用默认值undefined。由于在第二行中为变量a赋值了，所以在第三行代码中会提示变量a的值为1，而不是undefined。

同理，下面示例在函数声明前调用函数也是合法的，并能够被正确解析，所以返回值为1。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. f();                                 // 调用函数，返回值1  
  2.   
  3. function f(){  
  4.   
  5.     alert(1);  
  6.   
  7. }  



但是，如果按下面方式定义函数，则JavaScript解释器会提示语法错误。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. f();              // 调用函数，返回语法错误(缺少对象)  
  2.   
  3. var f= function(){  
  4.   
  5.     alert(1);  
  6.   
  7. }  



这是因为，上面示例中定义的函数仅作为值赋值给变量f，所以在预编译期，JavaScript解释器只能够为声明变量f进行处理，而对于变量f的值，只能等到执行期时按顺序进行赋值，自然就会出现语法错误，提示找不到对象f。

再见一些例子：

 

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <scripttype="text/javascript">  
  2.   
  3. /*在预编译过程中func是window环境下的活动对象中的一个属性，值是一个函数，覆盖了undefined值*/  
  4.   
  5. alert(func);//function func(){alert("hello!")}  
  6.   
  7. varfunc = "this is a variable"  
  8.   
  9. functionfunc(){  
  10.   
  11. alert("hello!")  
  12.   
  13. }  
  14.   
  15. /*在执行过程中遇到了var重新赋值为"thisis a variable"*/  
  16.   
  17. alert(func);  //this is a variable  
  18.   
  19. </script>  
  20.   
  21. //对于下面这个例子，经过我的验证不正确  
  22.   
  23. <scripttype="text/javascript">  
  24. var name = "feng";  
  25. function func(){  
  26. /*首先，在func环境内先把name赋值为undefined，然后在执行过程中先寻找func环境下的活动对象的name属性，此时之前已经预编译值为undefined，所以输出是undefined，而不是feng*/  
  27. alert(name);  //undefined  我验证的结果是：“feng”  
  28. var name = "JSF";  
  29. alert(name);  //JSF  
  30. }  
  31. func();  
  32. alert(name); //feng  
  33. </script>  



虽然变量和函数声明可以在文档任意位置，但是良好的习惯应该是在所有JavaScript代码之前声明全局变量和函数，并对变量进行初始化赋值。在函数内部也是先声明变量，然后再引用。

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3  按块执行JavaScript代码

所谓代码块就是使用<script>标签分隔的代码段。例如，下面两个<script>标签分别代表两个JavaScript代码块。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <script>  
  2.   
  3. // JavaScript代码块1  
  4.   
  5. var a =1;  
  6.   
  7. </script>  
  8.   
  9. <script>  
  10.   
  11. // JavaScript代码块2  
  12.   
  13. function f(){  
  14.   
  15.     alert(1);  
  16.   
  17. }  
  18.   
  19. </script>  



JavaScript解释器在执行脚本时，是按块来执行的。通俗地说，就是浏览器在解析HTML文档流时，如果遇到一个<script>标签，则JavaScript解释器会等到这个代码块都加载完后，先对代码块进行预编译，然后再执行。执行完毕后，浏览器会继续解析下面的HTML文档流，同时JavaScript解释器也准备好处理下一个代码块。

由于JavaScript是按块执行的，所以如果在一个JavaScript块中调用后面块中声明的变量或函数就会提示语法错误。例如，当JavaScript解释器执行下面代码时就会提示语法错误，显示变量a未定义，对象f找不到。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <script>  
  2.   
  3. //JavaScript代码块1  
  4.   
  5. alert(a);  
  6.   
  7. f();  
  8.   
  9. </script>  
  10.   
  11. <script>  
  12.   
  13. //JavaScript代码块2  
  14.   
  15. var a=1;  
  16.   
  17. functionf(){  
  18.   
  19.     alert(1);  
  20.   
  21. }  
  22.   
  23. </script>  



虽然说，JavaScript是按块执行的，但是不同块都属于同一个全局作用域，也就是说，块之间的变量和函数是可以共享的。

1.6.4  借助事件机制改变JavaScript执行顺序

由于JavaScript是按块处理代码，同时又遵循HTML文档流的解析顺序，所以在上面示例中会看到这样的语法错误。但是当文档流加载完毕，如果再次访问就不会出现这样的错误。例如，把访问第2块代码中的变量和函数的代码放在页面初始化事件函数中，就不会出现语法错误了。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <script>  
  2.   
  3. //JavaScript代码块1  
  4.   
  5. window.onload= function(){        // 页面初始化事件处理函数  
  6.   
  7.     alert(a);  
  8.   
  9.     f();  
  10.   
  11. }  
  12.   
  13. </script>  
  14.   
  15. <script>  
  16.   
  17. //JavaScript代码块2  
  18.   
  19. var a =1;  
  20.   
  21. functionf(){  
  22.   
  23.     alert(1);  
  24.   
  25. }  
  26.   
  27. </script>  



为了安全起见，我们一般在页面初始化完毕之后才允许JavaScript代码执行，这样可以避免网速对JavaScript执行的影响，同时也避开了HTML文档流对于JavaScript执行的限制。

注意

如果在一个页面中存在多个windows.onload事件处理函数，则只有最后一个才是有效的，为了解决这个问题，可以把所有脚本或调用函数都放在同一个onload事件处理函数中，例如：

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. window.onload = function(){  
  2.   
  3.     f1();  
  4.   
  5.     f2();  
  6.   
  7.     f3();  
  8.   
  9. }  



而且通过这种方式可以改变函数的执行顺序，方法是：简单地调整onload事件处理函数中调用函数的排列顺序。

除了页面初始化事件外，我们还可以通过各种交互事件来改变JavaScript代码的执行顺序，如鼠标事件、键盘事件及时钟触发器等方法，详细讲解请参阅第14章的内容。

1.6.5  JavaScript输出脚本的执行顺序

在JavaScript开发中，经常会使用document对象的write()方法输出JavaScript脚本。那么这些动态输出的脚本是如何执行的呢？例如：

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. document.write('<scripttype="text/javascript">');  
  2.   
  3. document.write('f();');  
  4.   
  5. document.write('functionf(){ ');  
  6.   
  7. document.write('    alert(1);  ');  
  8.   
  9. document.write('}    ');  
  10.   
  11. document.write('</script>    ');  



运行上面代码，我们会发现：document.write()方法先把输出的脚本字符串写入到脚本所在的文档位置，浏览器在解析完document.write()所在文档内容后，继续解析document.write()输出的内容，然后才按顺序解析后面的HTML文档。也就是说，JavaScript脚本输出的代码字符串会在输出后马上被执行。

请注意，使用document.write()方法输出的JavaScript脚本字符串必须放在同时被输出的<script>标签中，否则JavaScript解释器因为不能够识别这些合法的JavaScript代码，而作为普通的字符串显示在页面文档中。例如，下面的代码就会把JavaScript代码显示出来，而不是执行它。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. document.write('f();');  
  2.   
  3. document.write('functionf(){ ');  
  4.   
  5. document.write('    alert(1);  ');  
  6.   
  7. document.write(');  ');  



但是，通过document.write()方法输出脚本并执行也存在一定的风险，因为不同JavaScript引擎对其执行顺序不同，同时不同浏览器在解析时也会出现Bug。

Ø 问题一，找不到通过document.write()方法导入的外部JavaScript文件中声明的变量或函数。例如，看下面示例代码。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. document.write('<scripttype="text/javascript" src="test.js">  
  2.   
  3. </script>');  
  4.   
  5. document.write('<scripttype="text/javascript">  ');  
  6.   
  7. document.write('alert(n);');  // IE提示找不到变量n  
  8.   
  9. document.write('</script>    ');  
  10.   
  11. alert(n+1);                          // 所有浏览器都会提示找不到变量n  



外部JavaScript文件（test.js）的代码如下：

 

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. var n = 1;  



分别在不同浏览器中进行测试，会发现提示语法错误，找不到变量n。也就是说，如果在JavaScript代码块中访问本代码块中使用document.write()方法输出的脚本中导入的外部JavaScript文件所包含的变量，会显示语法错误。同时，如果在IE浏览器中，不仅在脚本中，而且在输出的脚本中也会提示找不到输出的导入外部JavaScript文件的变量（表述有点长和绕，不懂的读者可以尝试运行上面代码即可明白）。

Ø 问题二，不同JavaScript引擎对输出的外部导入脚本的执行顺序略有不同。例如，看下面示例代码。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <scripttype="text/javascript">  
  2.   
  3. document.write('<scripttype="text/javascript" src="test1.js">  
  4.   
  5. </script>');  
  6.   
  7. document.write('<scripttype="text/javascript">  ');  
  8.   
  9. document.write('alert(2);')  
  10.   
  11. document.write('alert(n+2);');  
  12.   
  13. document.write('</script>');  
  14.   
  15. </script>  
  16.   
  17. <scripttype="text/javascript">  
  18.   
  19. alert(n+3);  
  20.   
  21. </script>  



外部JavaScript文件（test1.js）的代码如下所示。

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. var n = 1;  
  2.   
  3. alert(n);  



在IE浏览器中的执行顺序如图1-6所示。


 

图1-6  IE 7浏览器的执行顺序和提示的语法错误

在符合DOM标准的浏览器中的执行顺序与IE浏览器不同，且没有语法错误，如图1-7所示的是在Firefox 3.0浏览器中的执行顺序。


 

图1-7  Firefox 3浏览器的执行顺序和提示的语法错误

解决不同浏览器存在的不同执行顺序，以及可能存在Bug。我们可以把凡是使用输出脚本导入的外部文件，都放在独立的代码块中，这样根据上面介绍的JavaScript代码块执行顺序，就可以避免这个问题。例如，针对上面示例，可以这样设计：

[javascript] view plaincopyprint?
 
  1. <scripttype="text/javascript">  
  2.   
  3. document.write('<scripttype="text/javascript"src="test1.js"></script>');  
  4.   
  5. </script>  
  6.   
  7. <scripttype="text/javascript">  
  8.   
  9. document.write('<scripttype="text/javascript">  ');  
  10.   
  11. document.write('alert(2);') ;           // 提示2  
  12.   
  13. document.write('alert(n+2);   ');     // 提示3  
  14.   
  15. document.write('</script>    ');  
  16.   
  17. alert(n+3);                                    // 提示4  
  18.   
  19. </script>  
  20.   
  21. <scripttype="text/javascript">  
  22.   
  23. alert(n+4);                                    // 提示5  
  24.   
  25. </script>  



这样在不同浏览器中都能够按顺序执行上面代码，且输出顺序都是1、2、3、4和5。存在问题的原因是：输出导入的脚本与当前JavaScript代码块之间的矛盾。如果单独输出就不会发生冲突了。

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