高级前端开发工程师必知:浏览器解析代码、JavaScript代码执行流程、原型链与闭包

前几天看了一个大佬的简历,里面提到这几个是一个引导面试官的亮点,所以我认真思考了这几个问题,下面是我的分享,欢迎轻拍。

作为一名高级前端开发工程师,需要对浏览器解析代码、JavaScript代码执行流程、原型链与闭包等知识有深入的理解。本文将以深入浅出的形式,结合具体配套的代码,为大家讲解这些重要知识点。

1. 浏览器解析代码

浏览器在解析网页时,首先要解析HTML、CSS和JavaScript代码。

1.1 HTML解析

HTML解析是指浏览器将HTML代码转换为DOM树的过程。DOM树是网页的结构,它由各种节点组成,每个节点代表网页中的某个元素。

浏览器解析HTML代码时,会遵循以下步骤:

  1. 读取HTML代码并将其存储在内存中。
  2. 识别HTML标签并创建节点。
  3. 将节点连接起来形成DOM树。

示例代码:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>HTML解析</title>
</head>
<body>
  <h1>这是一个标题</h1>
  <p>这是一个段落</p>
</body>
</html>

解析过程:

  1. 浏览器读取HTML代码并将其存储在内存中。
  2. 浏览器识别出两个HTML标签:<html><body>
  3. 浏览器为每个标签创建一个节点。
  4. 浏览器将<html>节点作为根节点。
  5. 浏览器将<body>节点作为<html>节点的子节点。
  6. 浏览器识别出<h1><p>标签。
  7. 浏览器为每个标签创建一个节点。
  8. 浏览器将<h1>节点作为<body>节点的子节点。
  9. 浏览器将<p>节点作为<body>节点的子节点。
  10. 浏览器将<h1>节点和<p>节点连接起来形成DOM树。

1.2 CSS解析

CSS解析是指浏览器将CSS代码转换为CSSOM树和Render树的过程。

CSSOM树是CSS代码的抽象表示,它由各种CSS属性组成。Render树是CSSOM树的具体表示,它由各种DOM节点组成。

浏览器解析CSS代码时,会遵循以下步骤:

  1. 读取CSS代码并将其存储在内存中。
  2. 识别CSS属性并将其添加到CSSOM树中。 3 .将CSSOM树转换为Render树。 示例代码:
body {
  color: red;
  font-size16px;
}

h1 {
  color: blue;
  font-size24px;
}

解析过程:

  1. 浏览器读取CSS代码并将其存储在内存中。
  2. 浏览器识别出两个CSS属性:color和font-size。
  3. 浏览器将color属性添加到body元素的CSSOM树中。
  4. 浏览器将font-size属性添加到body元素的CSSOM树中。
  5. 浏览器将color属性添加到h1元素的CSSOM树中。
  6. 浏览器将font-size属性添加到h1元素的CSSOM树中。
  7. 浏览器将CSSOM树转换为Render树。

1.3 JavaScript解析

JavaScript 解析是指浏览器将 JavaScript 代码转换为 JavaScript 抽象语法树(AST)的过程。

AST 是 JavaScript 代码的抽象表示,它由各种节点组成,每个节点代表 JavaScript 代码中的某个结构。

JavaScript 解析可以分为以下几个步骤:

  1. 词法分析:将 JavaScript 代码转换为词法单元。
  2. 语法分析:将词法单元转换为 AST。
  3. 类型检查:对 AST 进行类型检查。

1.3.1 词法分析

词法分析是 JavaScript 解析的第一步,它将 JavaScript 代码转换为词法单元。

词法单元是 JavaScript 代码的语法最小单位,它由字符、关键字、标识符、运算符等组成。

词法分析器会将 JavaScript 代码中的每个字符识别为一个词法单元,并将这些词法单元组合成一个列表。

1.3.2 语法分析

语法分析是 JavaScript 解析的第二步,它将词法单元转换为 AST。

AST 是 JavaScript 代码的抽象表示,它由各种节点组成,每个节点代表 JavaScript 代码中的某个结构。

语法分析器会根据 JavaScript 的语法规则,将词法单元组合成 AST。

1.3.3 类型检查

类型检查是 JavaScript 解析的第三步,它对 AST 进行类型检查。

类型检查器会检查 AST 中的每个节点,确保其类型正确。

类型检查可以帮助我们避免运行时错误。

示例代码

以下代码展示了 JavaScript 解析的示例:

function foo() {
  return 1 + 2;
}

在上述代码中,浏览器将首先进行词法分析,将代码转换为以下词法单元列表:

function
foo
(
)
{
return
1
+
2
;
}

然后,浏览器将进行语法分析,将词法单元列表转换为以下 AST:

Program
  FunctionDeclaration
    Identifier
      foo
    BlockStatement
      ReturnStatement
        BinaryExpression
          NumericLiteral
            1
          NumericLiteral
            2

最后,浏览器将进行类型检查,确保 AST 中的每个节点类型正确。

总结

JavaScript 解析是 JavaScript 执行之前的重要步骤,它可以帮助我们理解 JavaScript 代码的结构和类型。

高级前端开发工程师需要对 JavaScript 解析有深入的理解,并能够利用 JavaScript 解析工具来分析 JavaScript 代码。

附录

JavaScript 解析器的实现有多种方法,常见的方法包括递归下降分析、预测分析和生成分析。

递归下降分析是一种基于递归的解析方法,它是 JavaScript 解析最常用的实现方法。

预测分析是一种基于预测的解析方法,它可以提高解析的效率。

生成分析是一种基于生成的解析方法,它可以生成 JavaScript 代码。

浏览器通常使用递归下降分析来实现 JavaScript 解析。

2. JavaScript代码执行流程

JavaScript代码解析完成后,浏览器会将AST转换为执行上下文,并开始执行JavaScript代码。

2.1 解析与执行过程

JavaScript代码的解析和执行过程可以分为以下两个阶段:

  • 解析阶段:浏览器将JavaScript代码转换为AST。
  • 执行阶段:浏览器将AST转换为执行上下文,并开始执行JavaScript代码。

2.2 执行上下文栈

执行上下文栈是JavaScript代码执行过程中维护的状态信息。它由多个执行上下文组成,每个执行上下文代表JavaScript代码的一段执行范围。它包含以下信息:

  • 作用域:执行上下文的作用域是它所代表的代码段的所有作用域。
  • 变量:执行上下文中的变量是作用域内定义的所有变量。
  • 函数:执行上下文中的函数是作用域内定义的所有函数。

2.2.1 作用域

作用域是指变量的作用范围,而执行上下文栈是JavaScript代码执行过程中维护的状态信息,它包含了作用域链。因此,作用域与执行上下文栈是紧密相关的。

在JavaScript中,每个执行上下文都有一个作用域链,作用域链是执行上下文所代表的代码段的所有作用域。当JavaScript代码执行到某个执行上下文时,会先从执行上下文的作用域链中查找变量。如果变量在当前作用域中找到,则直接使用该变量。如果变量在当前作用域中找不到,则会继续向上查找,直到找到该变量或到达全局作用域。

在JavaScript中,作用域分为全局作用域、函数作用域和块作用域。

  • 全局作用域是JavaScript程序的顶级作用域,它包含所有全局变量。全局作用域是唯一一个没有明确定义的作用域,它始终存在,直到JavaScript程序结束。
  • 函数作用域是函数内部的作用域,它包含函数的所有局部变量。函数作用域在函数被定义时创建,在函数执行完毕后销毁。
  • 块作用域是代码块内部的作用域,它包含块内的所有变量。块作用域在代码块被定义时创建,在代码块执行完毕后销毁。

全局作用域

// 全局变量
var a = 1;

// 局部变量
function foo() {
  var b = 2;
  console.log(a); // 1
  console.log(b); // 2
}

// 全局作用域中的变量可以被全局范围内的代码访问
console.log(a); // 1

// 函数作用域中的变量只能在函数内部访问
foo(); // 1 2

函数作用域

// 函数作用域
function foo() {
  var a = 1;
  console.log(a); // 1
}

// 函数作用域中的变量不能在函数外部访问
foo(); // 1

// 全局作用域中的变量可以被函数作用域访问
var b = 2;
function foo() {
  console.log(b); // 2
}

foo(); // 2

块作用域

// 块作用域
{
  var a = 1;
  console.log(a); // 1
}

// 块作用域中的变量不能在块外部访问
console.log(a); // ReferenceError: a is not defined

// 全局作用域中的变量可以被块作用域访问
var b = 2;
{
  console.log(b); // 2
}

console.log(b); // 2

2.3 变量提升

变量提升是指JavaScript代码中变量声明提升到作用域顶部的过程。变量提升可以让变量在声明之前就可以使用,但变量值在声明之前是undefined。

示例代码:

// 变量提升
var a;

// 变量 a 会被提升到作用域的顶部
console.log(a); // undefined

// 变量 a 可以被赋值
a = 1;

// 变量 a 的值为 1
console.log(a); // 1

在上述代码中,变量a在函数foo()的内部声明,但在函数调用之前就可以使用。这是因为变量a的声明提升到了函数顶部。

3. 原型链

原型链是JavaScript中对象继承的实现机制。每个对象都有一个原型属性,它指向另一个对象。当访问一个对象的属性或方法时,如果对象本身没有该属性或方法,则会从它的原型对象中查找。

3.1 原型与构造函数

在JavaScript中,每个对象都是由构造函数创建的。构造函数会创建一个新的对象,并将该对象的原型设置为构造函数的原型。

3.2 原型链的形成

原型链的形成可以用以下方式表示:

object.prototype
  .constructor.prototype
  .constructor.prototype
  ...
  Object.prototype

3.3 原型链的应用

原型链可以用于以下目的:

  • 对象继承:利用原型链可以实现对象的继承。
  • 方法重写:利用原型链可以重写对象的方法。
  • 属性共享:利用原型链可以实现属性的共享。

下面一起来看看具体代码:

  • 对象继承

以下代码展示了如何利用原型链实现对象的继承:

function Animal() {
  this.name = "动物";
}

function Dog() {
  this.name = "狗";
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);

const dog = new Dog();
console.log(dog.name); // 狗

在上述代码中,Dog类继承了Animal类。Dog类的对象dog具有Animal类的属性name。

  • 方法重写

以下代码展示了如何利用原型链重写对象的方法:

function Animal() {
  this.name = "动物";
}

Animal.prototype.say = function() {
  console.log("动物在说话");
};

function Dog() {
  this.name = "狗";
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);

Dog.prototype.say = function() {
  console.log("狗在说话");
};

const dog = new Dog();
dog.say(); // 狗在说话

在上述代码中,Animal类有一个方法say(),它会输出”动物在说话”。Dog类继承了Animal类,并重写了say()方法,使其输出”狗在说话”。

  • 属性共享

以下代码展示了如何利用原型链实现属性的共享:

function Animal() {
  this.name = "动物";
}

Animal.prototype.age = 10;

function Dog() {
  this.name = "狗";
}

Dog.prototype = Object.create(Animal.prototype);

const dog = new Dog();
console.log(dog.age); // 10

在上述代码中,Animal类有一个属性age,值为10。Dog类继承了Animal类,因此Dog类的对象dog也具有age属性,值为10。

3.4 构造函数

构造函数是JavaScript中用于创建对象的函数。构造函数的语法如下:

function 构造函数名([参数1, 参数2, ...]{
  // 构造函数的代码
}

构造函数的参数会在构造函数被调用时传递给构造函数。构造函数的代码会在构造函数被调用时执行。

构造函数的例子

function Person(name, age{
  this.name = name;
  this.age = age;
}

// 创建一个 Person 对象
const person = new Person("John Doe"30);

// 访问 Person 对象的属性
console.log(person.name); // John Doe
console.log(person.age); // 30

在上述示例中,Person() 函数是一个构造函数。Person() 函数有两个参数:nameagePerson() 函数的代码会在构造函数被调用时执行。

当我们使用 new 关键字调用 Person() 函数时,会创建一个新的 Person 对象。新的 Person 对象会被赋予构造函数的参数 nameage

原型与构造函数的关系

在 JavaScript 中,每个对象都有一个原型。对象的原型是一个对象,它包含对象的默认属性和方法。

构造函数的原型是构造函数自身的原型。构造函数的原型可以用来定义构造函数创建的对象的默认属性和方法。

原型与构造函数的例子

function Person(name, age{
  this.name = name;
  this.age = age;
}

// 定义构造函数的原型
Person.prototype.sayHi = function() {
  console.log("Hello, my name is " + this.name);
};

// 创建一个 Person 对象
const person = new Person("John Doe"30);

// 调用 Person 对象的原型方法
person.sayHi(); // Hello, my name is John Doe

在上述示例中,Person() 函数有一个原型方法 sayHi()。当我们创建一个 Person 对象时,该对象会继承 Person() 函数的原型方法 sayHi()

总结

构造函数是 JavaScript 中用于创建对象的函数。构造函数的原型是构造函数自身的原型。构造函数的原型可以用来定义构造函数创建的对象的默认属性和方法。

4. 闭包

闭包是JavaScript中的一个重要的概念。闭包可以让函数在离开作用域后仍然可以访问到作用域中的变量。

4.1 闭包的定义

闭包是指一个函数在离开作用域后仍然可以访问到作用域中的变量。

4.2 闭包的作用

闭包可以用于以下目的:

  1. 实现私有变量:利用闭包可以实现私有变量,防止变量被外部代码访问。
  2. 实现代码复用:利用闭包可以实现代码复用,避免代码重复。
  3. 实现函数式编程:利用闭包可以实现函数式编程,提高代码的可读性和可维护性。

4.3 实际应用案例

闭包在实际开发中有很多应用场景,例如:

  • 实现私有变量

以下代码展示了如何利用闭包实现私有变量:

function foo() {
  let privateVar = 10;

  function bar() {
    console.log(privateVar); // 10
  }

  return bar;
}

const closure = foo();
closure(); // 10

在上述代码中,函数foo()的私有变量privateVar在函数foo()的作用域中定义。当函数foo()执行完毕后,作用域将被销毁,privateVar变量也将被销毁。但是,由于函数bar()是foo()的闭包,因此函数bar()可以访问foo()作用域中的变量,包括privateVar变量。

因此,利用闭包可以实现私有变量,防止变量被外部代码访问。

  • 实现代码复用

以下代码展示了如何利用闭包实现代码复用:

function log(message{
  console.log(message);
}

const logger = log;
logger("Hello, world!"); // Hello, world!

在上述代码中,函数log()被包装成一个闭包,并将其赋值给变量logger。这样,我们就可以通过logger调用log()函数,而不需要每次都定义log()函数。

因此,利用闭包可以实现代码复用,避免代码重复。

  • 实现函数式编程

函数式编程是一种编程范式,它强调使用函数来处理数据,而避免使用变量。闭包可以帮助我们实现函数式编程,提高代码的可读性和可维护性。

以下代码展示了如何利用闭包实现函数式编程:

function factorial(n{
  if (n === 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

console.log(factorial(5)); // 120

在上述代码中,函数factorial()使用闭包来存储变量n。这样,我们就可以在函数内部递归调用自己,而不会破坏函数的状态。

总结

浏览器解析代码、JavaScript代码执行流程、原型链与闭包是JavaScript中的重要知识点。本文从高级前端开发工程师的角度,结合具体配套的代码,对这些知识点进行了深入浅出的讲解。希望本文能够帮助大家更好地理解这些知识点,并在实际开发中应用到位。

福利

我给读到文末的读者准备了一个福利,在前端开发博客公众号后台回复“核心脑图”,下载本文的高清思维脑图。


关注我

我的微信公众号:前端开发博客,在后台回复以下关键字可以获取资源。

  • 回复「小抄」,领取Vue、JavaScript 和 WebComponent 小抄 PDF
  • 回复「Vue脑图」获取 Vue 相关脑图
  • 回复「思维图」获取 JavaScript 相关思维图
  • 回复「简历」获取简历制作建议
  • 回复「简历模板」获取精选的简历模板
  • 回复「加群」进入500人前端精英群
  • 回复「电子书」下载我整理的大量前端资源,含面试、Vue实战项目、CSS和JavaScript电子书等。
  • 回复「知识点」下载高清JavaScript知识点图谱

每日分享有用的前端开发知识,加我微信:caibaojian89 交流