前端基础进阶(六):在chrome开发者工具中观察函数调用栈、作用域链与闭包

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配图与本文无关

在前端开发中,有一个非常重要的技能,叫做断点调试

在chrome的开发者工具中,通过断点调试,我们能够非常方便的一步一步的观察JavaScript的执行过程,直观感知函数调用栈,作用域链,变量对象,闭包,this等关键信息的变化。因此,断点调试对于快速定位代码错误,快速了解代码的执行过程有着非常重要的作用,这也是我们前端开发者必不可少的一个高级技能。

当然如果你对JavaScript的这些基础概念[执行上下文,变量对象,闭包,this等]了解还不够的话,想要透彻掌握断点调试可能会有一些困难。但是好在在前面几篇文章,我都对这些概念进行了详细的概述,因此要掌握这个技能,对大家来说,应该是比较轻松的。

为了帮助大家对于this与闭包有更好的了解,也因为上一篇文章里对闭包的定义有一点偏差,因此这篇文章里我就以闭包有关的例子来进行断点调试的学习,以便大家及时纠正。在这里认个错,误导大家了,求轻喷 ~ ~

一、基础概念回顾

函数在被调用执行时,会创建一个当前函数的执行上下文。在该执行上下文的创建阶段,变量对象、作用域链、闭包、this指向会分别被确定。而一个JavaScript程序中一般来说会有多个函数,JavaScript引擎使用函数调用栈来管理这些函数的调用顺序。函数调用栈的调用顺序与栈数据结构一致。

二、认识断点调试工具

在尽量新版本的chrome浏览器中(不确定你用的老版本与我的一致),调出chrome浏览器的开发者工具。

界面如图。

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断点调试界面

在我的demo中,我把代码放在app.js中,在index.html中引入。我们暂时只需要关注截图中红色箭头的地方。在最左侧上方,有一排图标。我们可以通过使用他们来控制函数的执行顺序。从左到右他们依次是:

  • resume/pause script execution
    恢复/暂停脚本执行
  • step over next function call
    跨过,实际表现是不遇到函数时,执行下一步。遇到函数时,不进入函数直接执行下一步。
  • step into next function call
    跨入,实际表现是不遇到函数时,执行下一步。遇到到函数时,进入函数执行上下文。
  • step out of current function
    跳出当前函数
  • deactivate breakpoints
    停用断点
  • don‘t pause on exceptions
    不暂停异常捕获

其中跨过,跨入,跳出是我使用最多的三个操作。

上图左侧第二个红色箭头指向的是函数调用栈(call Stack),这里会显示代码执行过程中,调用栈的变化。

左侧第三个红色箭头指向的是作用域链(Scope),这里会显示当前函数的作用域链。其中Local表示当前的局部变量对象,Closure表示当前作用域链中的闭包。借助此处的作用域链展示,我们可以很直观的判断出一个例子中,到底谁是闭包,对于闭包的深入了解具有非常重要的帮助作用。

三、断点设置

在显示代码行数的地方点击,即可设置一个断点。断点设置有以下几个特点:

  • 在单独的变量声明(如果没有赋值),函数声明的那一行,无法设置断点。
  • 设置断点后刷新页面,JavaScript代码会执行到断点位置处暂停执行,然后我们就可以使用上边介绍过的几个操作开始调试了。
  • 当你设置多个断点时,chrome工具会自动判断从最早执行的那个断点开始执行,因此我一般都是设置一个断点就行了。
四、实例

接下来,我们借助一些实例,来使用断点调试工具,看一看,我们的demo函数,在执行过程中的具体表现。

在向下阅读之前,我们可以停下来思考一下,这个例子中,谁是闭包?

这是来自《你不知道的js》中的一个例子。由于在使用断点调试过程中,发现chrome浏览器理解的闭包与该例子中所理解的闭包不太一致,因此专门挑出来,供大家参考。我个人更加倾向于chrome中的理解。

  • 第一步:设置断点,然后刷新页面。

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设置断点
  • 第二步:点击上图红色箭头指向的按钮(step into),该按钮的作用会根据代码执行顺序,一步一步向下执行。在点击的过程中,我们要注意观察下方call stack 与 scope的变化,以及函数执行位置的变化。

一步一步执行,当函数执行到上例子中

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baz函数被调用执行,foo形成了闭包

我们可以看到,在chrome工具的理解中,由于在foo内部声明的baz函数在调用时访问了它的变量a,因此foo成为了闭包。这好像和我们学习到的知识不太一样。我们来看看在《你不知道的js》这本书中的例子中的理解。

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你不知道的js中的例子

书中的注释可以明显的看出,作者认为fn为闭包。即baz,这和chrome工具中明显是不一样的。

而在备受大家推崇的《JavaScript高级编程》一书中,是这样定义闭包。

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JavaScript高级编程中闭包的定义

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书中作者将自己理解的闭包与包含函数所区分

这里chrome中理解的闭包,与我所阅读的这几本书中的理解的闭包不一样。具体这里我先不下结论,但是我心中更加偏向于相信chrome浏览器。

我们修改一下demo01中的例子,来看看一个非常有意思的变化。

这个例子在demo01的基础上,我在baz函数中传入一个参数,并打印出来。在调用时,我将全局的变量m传入。输出结果变为20。在使用断点调试看看作用域链。

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闭包没了,作用域链中没有包含foo了。

是不是结果有点意外,闭包没了,作用域链中没有包含foo了。我靠,跟我们理解的好像又有点不一样。所以通过这个对比,我们可以确定闭包的形成需要两个条件。

  • 在函数内部创建新的函数;
  • 新的函数在执行时,访问了函数的变量对象;

还有更有意思的。

我们继续来看看一个例子。

在这个例子中,fn只访问了foo中的a变量,因此它的闭包只有foo。

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闭包只有foo

修改一下demo03,我们在fn中也访问bar中b变量试试看。

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这个时候闭包变成了两个

这个时候,闭包变成了两个。分别是bar,foo。

我们知道,闭包在模块中的应用非常重要。因此,我们来一个模块的例子,也用断点工具来观察一下。

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add执行时,闭包为外层的自执行函数,this指向test

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sum执行时,同上

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mark执行时,闭包为外层的自执行函数,this指向test

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_mark执行时,闭包为外层的自执行函数,this指向window

注意:这里的this指向显示为Object或者Window,大写开头,他们表示的是实例的构造函数,实际上this是指向的具体实例

上面的所有调用,最少都访问了自执行函数中的test变量,因此都能形成闭包。即使mark方法没有访问私有变量a,b。

我们还可以结合点断调试的方式,来理解那些困扰我们很久的this指向。随时观察this的指向,在实际开发调试中非常有用。

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this指向obj

更多的例子,大家可以自行尝试,总之,学会了使用断点调试之后,我们就能够很轻松的了解一段代码的执行过程了。这对快速定位错误,快速了解他人的代码都有非常巨大的帮助。大家一定要动手实践,把它给学会。

最后,根据以上的摸索情况,再次总结一下闭包:

  • 闭包是在函数被调用执行的时候才被确认创建的。
  • 闭包的形成,与作用域链的访问顺序有直接关系。
  • 只有内部函数访问了上层作用域链中的变量对象时,才会形成闭包,因此,我们可以利用闭包来访问函数内部的变量。
  • chrome中理解的闭包,与《你不知道的js》与《JavaScript高级编程》中的闭包理解有很大不同,我个人更加倾向于相信chrome。这里就不妄下结论了,大家可以根据我的思路,探索后自行确认。在之前一篇文中我根据从书中学到的下了定义,应该是错了,目前已经修改,对不起大家了。

大家也可以根据我提供的这个方法,对其他的例子进行更多的测试,如果发现我的结论有不对的地方,欢迎指出,大家相互学习进步,谢谢大家。

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最新评论
  • VeznLee   03/05

    文中的好多处地方把右写成了左,导致顺着文字去看图的时候发现根本没有说的什么最左上方,望更正。

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