javascript作用域链和活动对象

任何程序设计语言都有作用域的概念，简单的说，作用域就是变量与函数的可访问范围，即作用域控制着变量与函数的可见性和生命周期。在JavaScript中，变量的作用域有全局作用域和局部作用域两种。

javascript的作用域

全局作用域（Global Scope）

1.最外层函数和在最外层函数外面定义的变量拥有全局作用域，例如：

var author="Seven";
function doSomething(){
    var blogName="Seven's Blog";
    function innerSay(){
        alert(blogName);
    }
    innerSay();
}
alert(author); //Seven
alert(blogName); //脚本错误
doSomething(); //Seven's Blog
innerSay() //脚本错误

这里author,dosomething都是全局变量

2.所有末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域，例如：

function doSomething(){
    var author="Seven";
    blogName="Seven's Blog";
    alert(authorName);
}
doSomething(); //Seven
alert(blogName); //Seven's Blog
alert(author); //脚本错误

这里blogName没有被声明，默认为全局对象。可以在外层访问，而authorName是局部变量

2.局部作用域（Local Scope）

和全局作用域相反，局部作用域一般只在固定的代码片段内可访问到，最常见的例如函数内部，所有在一些地方也会看到有人把这种作用域称为函数作用域，例如上列代码中的author和函数innerSay都只拥有局部作用域。

javascript作用域链

在JavaScript中，函数也是对象，实际上，JavaScript里一切都是对象。函数对象和其它对象一样，拥有可以通过代码访问的属性和一系列仅供JavaScript引擎访问的内部属性。其中一个内部属性是[[Scope]]，由ECMA-262标准第三版定义，该内部属性包含了函数被创建的作用域中对象的集合，这个集合被称为函数的作用域链，它决定了哪些数据能被函数访问。

作用域链与原型链类似，也是一个对象组成的链，用以在上下文中查找标识符(变量，函数等)。查找时也与原型链类似，如果激活对象本身具有该变量，则直接使用变量的值，否则向上层搜索，一次类推，知道查找到或者返回undefined。作用域链的主要作用是用以查找自由变量，所谓自由变量是指，在函数中使用的，非函数内部局部变量，也非函数内部定义的函数名，也非形式参数的变量。这些变量通常来自于函数的“外层”或者全局作用域，比如，我们在函数内部使用的window对象及其属性。

//全局变量只能访问到topone
var topone = "top-level"; 
(function outter(){
	//局部变量，可以访问到topone和middle
    var middle = "mid-level";
   
    (function inner(){
	   //局部变量，可以访问到bottom,middle,topone
       var bottom = "bot-level";
      
       print(topone+">"+middle+">"+bottom);
    })();
})();

作用域链

根据上图我们可以看出，内部函数的作用域链，由两部分：内部函数自身的活动对象，内部函数的一个属性”[[scope]]”,而”[[scope]]”的值为其外部函数outter的活动对象，其更外部的全局global对象的变量对象。这样，如果在inner中要使用外部的自由变量，显然可以很方便的沿着作用域链上溯。
事实上，函数的属性”[[scope]]”会在函数对象创建的时候被创建。

作用域链和代码优化

从作用域链的结构可以看出，在运行期上下文的作用域链中，标识符所在的位置越深，读写速度就会越慢。因为全局变量总是存在于运行期上下文作用域链的最末端，因此在标识符解析的时候，查找全局变量是最慢的。所以，在编写代码的时候应尽量少使用全局变量，尽可能使用局部变量。一个好的经验法则是：如果一个跨作用域的对象被引用了一次以上，则先把它存储到局部变量里再使用。例如下面的代码：

function changeColor(){
    document.getElementById("btnChange").onclick=function(){
        document.getElementById("targetCanvas").style.backgroundColor="red";
    };
}

这个函数引用了两次全局变量document，查找该变量必须遍历整个作用域链，直到最后在全局对象中才能找到。这段代码可以重写如下：

function changeColor(){
    var doc=document;
    doc.getElementById("btnChange").onclick=function(){
        doc.getElementById("targetCanvas").style.backgroundColor="red";
    };
}

这段代码比较简单，重写后不会显示出巨大的性能提升，但是如果程序中有大量的全局变量被从反复访问，那么重写后的代码性能会有显著改善。
在函数中使用var操作符定义一个变量，那么当这个函数执行完毕之后，这个变量也会被销毁（也有的情况下不会，比如闭包，后面会说明），而全局变量会一直存在。所以在我们写代码时，尽量少的使用全局变量，滥用全局变量。更加直接的不好如下：

1.变量过多，命名麻烦

2.局部变量，忘记使用var定义，修改了全局变量

3.全局变量会在页面卸载前一直存在，损耗不必要的内存。

活动对象

在JavaScript中，当一个函数被调用的时候，就会产生一个特殊的对象：活动对象。这个对象中包含了参数列表和arguments对象等属性。由于活动对象是变量对象的特例，因此它包含变量对象所有的属性如变量定义，函数定义等。

function add(handle, message){
    var id = 0;
    function doNothing(x){
       return x;
    }
    handle(message);
}
 
add(print, "hello");

在函数add创建时，它的作用域链中会填入一个全局对象，该全局对象包含了所有全局变量，如下图所示(注意：图片只例举了全部变量中的一部分）：
上下文

执行此函数时会创建一个称为“运行期上下文(execution context)”的内部对象，运行期上下文定义了函数执行时的环境。每个运行期上下文都有自己的作用域链，用于标识符解析，当运行期上下文被创建时，而它的作用域链初始化为当前运行函数的[[Scope]]所包含的对象。这些值按照它们出现在函数中的顺序被复制到运行期上下文的作用域链中。它们共同组成了一个新的对象，叫“活动对象(activation object)”，该对象包含了函数的所有局部变量、命名参数、参数集合以及this，然后此对象会被推入作用域链的前端，当运行期上下文被销毁，活动对象也随之销毁。

作用域链变化为
在函数执行过程中，每遇到一个变量，都会经历一次标识符解析过程以决定从哪里获取和存储数据。该过程从作用域链头部，也就是从活动对象开始搜索，查找同名的标识符，如果找到了就使用这个标识符对应的变量，如果没找到继续搜索作用域链中的下一个对象，如果搜索完所有对象都未找到，则认为该标识符未定义。函数执行过程中，每个标识符都要经历这样的搜索过程。

当代码执行到add(print, “hello”)时，活动对象被创建，这个活动对象的图形示意如下：

活动对象