Тонкости ECMA-262-3. Часть 1. Контексты исполнения.
Read this article in: English, Chinese (version 1, version 2), Arabic, Japaneses, Koreans.
Введение
В этой заметке мы затронем контексты исполнения JavaScript и связанные с ними типы исполняемого кода.
Определения
Итак, каждый раз, когда происходит передача управления исполняемому коду ECMAScript-программы, осуществляется вход в контекст исполнения.
Контекст исполнения (Execution context, сокращённо — EC) – это абстрактное понятие, используемое спецификацией ECMA, для типизации и разграничения исполняемого кода.
Стандарт не задаёт чётких рамок на структуру и вид EC с точки зрения реализации; это задача JavaScript-движков, реализующих стандарт.
Логически, совокупность контекстов исполнения представляет собой стек. Дно этого стека — всегда глобальный контекст, верхушка — текущий (активный) контекст исполнения. Стек модифицируется (наполняется/очищается) по мере входа в различные виды EC.
Типы исполняемого кода
С абстрактным понятием контекста исполнения, связано понятие типа исполняемого кода. Говоря о типе кода, можно, в определённых моментах, подразумевать контекст исполнения.
Для примеров, обозначим стек контекстов исполнения в виде массива:
ECStack = [];
Стек наполняется каждый раз при входе в функцию (даже, если функция вызвана рекурсивно, или, в качестве конструктора), а также, при работе функции eval.
Глобальный код (Global Code)
Это тип кода, обрабатываемый на уровне Program: загруженный js-файл или inline-код (между тегами <script></script>). Данный тип не включает в себя тех частей кода, которые находятся в телах функций.
При инициализации (запуске программы), ECStack имеет вид:
ECStack = [ globalContext ];
Код функции (Function Code)
При передаче управления функции (всем видам функций), ECStack наполняется новыми элементами. Стоит отметить, что код конкретной функции не включает в себя коды вложенных функций. Для примера, возьмём функцию, вызывающую себя рекурсивно один раз:
(function foo(bar) {
if (bar) {
return;
}
foo(true);
})();
Тогда, ECStack модифицируется следующим образом:
// первый запуск foo ECStack = [ <foo> functionContext globalContext ]; // рекурсивный запуск foo ECStack = [ <foo> functionContext - рекурсивно <foo> functionContext globalContext ];
Каждый возврат из функции завершает текущий контекст исполнения, и ECStack модифицируется соответствующим образом: отработавшие контексты удаляются последовательно и в обратном порядке (вполне естественная организация стека). После отработки данного кода, ECStack снова содержит лишь globalContext — вплоть до завершения программы.
Брошенное, но не пойманное, исключение также может завершать один или более контекстов:
(function foo() {
(function bar() {
throw 'Выход из контекстов bar и foo';
})();
})();
Eval Code
С кодом eval‘а — интересней. В данном случае, присутствует понятие вызывающего контекста (calling context), т.е. контекста, из которого вызвана функция eval. Модификации, производимые eval‘ом (например, объявление переменной или функции), воздействуют на вызывающий контекст:
eval('var x = 10');
(function foo() {
eval('var y = 20');
})();
alert(x); // 10
alert(y); // "y" is not defined
В строгом режиме of ES5, eval больше не воздействует на вызывающий контекст. Вместо этого код испольняется в локальной песочнице.
Для примера выше мы имеем следующую модификацию ECStack:
ECStack = [
globalContext
];
// eval('var x = 10');
ECStack.push(
evalContext,
callingContext: globalContext
);
// отработал eval
ECStack.pop();
// вызов функции foo
ECStack.push(<foo> functionContext);
// eval('var y = 20');
ECStack.push(
evalContext,
callingContext: <foo> functionContext
);
// отработал eval
ECStack.pop();
// return из foo
ECStack.pop();
Т.е. вполне обычный и логичный Call-стек.
eval вторым параметром можно было передавать вызывающий контекст. Таким образом, можно было воздействовать на приватные переменные:
function foo() {
var x = 1;
return function () { alert(x); };
};
var bar = foo();
bar(); // 1
eval('x = 2', bar); // указываем контекст, меняем внутренний var "x"
bar(); // 2
Однако в целях безопасности в современных движках эта особенность была удалена.
Заключение
Данный теоретический минимум необходим для дальнейшего разбора объектов, связанных с контекстами исполнения (таких как Объект переменных (Variable object), Цепь областей видимости (Scope chain) и т.д., описание которых можно найти в соответствующих заметках).
Список литературы
Соответствующий раздел спецификации ECMA-262-3 — 10. Контексты исполнения.
Автор: Dmitry Soshnikov
Дата публикации: 26.06.2009
Tags: ECMA-262-3, ECMAScript, execution context, контекст исполнения

24. April 2010 at 16:50
кстати, везде кроме ИЕ можно проводить вот таки операции с контекстом при помощи eval, вызывая её для другого объекта.
(function(){ eval.call(window, "var test = 'my value'"); }()); alert(test);Или даже вот такой вариант:
var myFn = function(){ alert(test); } (function(){ eval.call(mtFn, "var test = 'my value'"); }());24. April 2010 at 22:29
@Nekromancer
Во втором примере объявляется глобальная переменная test.
Вы забыли поставить точку с запятой после определения первой анонимной функции (которая сохраняется в переменную myFn). В итоге, вся эта конструкция означает запуск этой первой анонимной функции, с передачей ей в качестве параметра — результата выполнения второй анонимной функции.
Т.е.:
var myFn = function(){ alert(test); }(function(){ .... }()); // <-- вызов первой функцииНо значением параметра для первой функции будет всё равно undefined, т.к. именно его неявно возвращает вторая функция (поскольку нет явного return‘a).
А в момент выполнения второй функции переменной myFn ещё не присвоена первая функции, и поэтому, myFn пока равен undefined (проверьте alert‘ом перед eval‘ом во второй функции).
Поэтому Ваш
eval.call(mtFn, "var test = 'my value'");равносиленeval.call(undefined, "var test = 'my value'");. Что равносильно (по алгоритму call)eval.call(window, "var test = 'my value'");.Поэтому переменная test будет доступна в глобальном контексте.
И всё это из-за забытой точки с запятой
Dmitry.
1. September 2010 at 01:38
объявили myFn, а в call передаем mtFn
30. June 2011 at 07:05
Дмитрий, объясните пожалуйста этот момент:
// eval('var x = 10'); ECStack.push( evalContext, callingContext: globalContext ); // отработал eval ECStack.pop();А именно: в стэк добавляем 2 элемента, а удаляем один.
1. July 2011 at 16:17
Bdiang
Да, это я просто не совсем удачно выбрал обозначение (путаница с реальной функцией
pushмассивов). Предполагается один элемент с двумя свойствами — сам контекст, и вызывающий контекст (callingContext или — caller):ECStack.push({ context: evalContext, caller: globalContext });1. September 2011 at 00:53
Дмитрий, вы не могли бы пояснить последний код, а именно:
Происходит возврат анонимной функции. Функция обращается к переменной ‘x’, которая инициализирована в foo. мне не понятно следующее. При выходе из foo, локалькая переменная x должна быть утерена, так как при выходе из контекста, он исчезает со стека. Связь с переменной должна быть утеряна. Тем не менее bar() дает результат = 1.
Не могли бы вы пояснить, как происходит передача значения?
1. September 2011 at 11:06
@serega
Да, это было бы верно, если бы сами данные (переменные) хранились бы на стеке. Однако на стеке в языках с замыканиями хранится именно этот контекст исполнения. В ES3 контекст имеет вид:
ES3Context = { VO / AO: { ... } // ссылка на объект переменных, ScopeChain: VO + все родительские VO, This: this };Данные хранятся в объекте переменных (VO) — в данном случае для
foo—{x: 10, arguments: ...}. А сам объект переменных хранится в куче — и хранится он там до тех пор, пока на него есть хоть одна ссылка.В момент активации
fooтаких ссылки две — изES3Contextи из функцииbar, т.к.barпри создании запоминает (в своем свойстве[[Scope]])ScopeChainродительского контекта, т.е. контекстаfoo(и мы видим, чтоScopeChainfooсодержит VO, где хранитсяx):Дальше, по выходу из
foo, контекст удаляется со стека, но, т.к. самиVOиScopeChainхранятся на куче (а на стеке — только ссылки на них), тоScopeChainостается жить, т.к. на него есть ссылка изbar.В общем, все это управляется GC, в зависимости, остались ли ссылки на структуры или нет.
Собственно, это и есть
замыкание, когда функцияbarзамкнула родительский контекст и он остался жить.Подробней: ES3.Ch6.Замыкания и ES3.Ch4.Scope Chain. Или же наиболее полный вариант: ES5.Ch3.1.Lexical Environments.
1. September 2011 at 22:00
Спасибо, за ответ, все стало на свои места.
21. January 2012 at 19:07
Да, это я просто не совсем удачно выбрал обозначение (путаница с реальной функцией push массивов)
Наверное использование push в примере и после Вашей правки не совсем корректно. push ведь добавляет в конец массива (стека) , а добавление д.б. в начало стека.
pop – удаляет последний элемент массива , это тоже выпадает из рамок корректного объяснения.
Надо как-то исхитриться и описать по другому, все ведь привыкли к работе методов Array (push и pop). Хотя смысл примеров понятен.
22. January 2012 at 09:29
@arbeiter
Нет, все верно. Стек — “последний пришел” (добавился “сверху” в конец,
push), первым ушел (удалился тоже “сверху” черезpop).(Часто фигурирует альтернативная фразировка: “Первым пришел, последним ушел” — FILO)
22. January 2012 at 12:12
Спасибо , теперь понятно.
3. February 2012 at 10:36
А разве понятие вызывающего контекста отсутствует для обычной (пользовательской) функции , чтобы это особо выделять ?
Т.е. например переменная определенная в eval остается доступной в вызывающем контексте и после завершения работы eval т.е. помещается в VO-объект вызывающего контекста ?
4. February 2012 at 07:57
@arbeiter
В данном случае это выделяется, чтобы показать, что
evalвоздействует на вызывающий контекст.Обычная функция, как Вы правильно отметили тоже имеет вызывающий контекст, но, к примеру, объявленный
varвнутри функции не создает переменную в вызывающем контексте, как это делаетeval.Да, именно так (за исключением, как было отмечено, strict-mode’a ES5).