深入分析Javascript中的this

function showThis(){
    console.log(this);
}

var o = {
    showThis: showThis
}

showThis(); // global
o.showThis(); // o

这段代码想必大家都耳熟能详了,这里我尝试换个方式来理解一下js中的this关键字。

普通函数的 this 值由“调用它所使用的引用”决定,其中奥秘就在于:我们获取函数的表达式,它实际上返回的并非函数本身,而是一个 Reference 类型(记得我们在类型一章讲过七种标准类型吗,正是其中之一)。

Reference 类型由两部分组成:一个对象和一个属性值。不难理解 o.showThis 产生的 Reference 类型,即由对象 o 和属性“showThis”构成。

当做一些算术运算(或者其他运算时),Reference 类型会被解引用,即获取真正的值(被引用的内容)来参与运算,而类似函数调用、delete 等操作,都需要用到 Reference 类型中的对象。

在这个例子中,Reference 类型中的对象被当作 this 值,传入了执行函数时的上下文当中。

至此,我们对 this 的解释已经非常清晰了:调用函数时使用的引用,决定了函数执行时刻的 this 值。

实际上从运行时的角度来看,this 跟面向对象毫无关联,它是与函数调用时使用的表达式相关。

这个设计来自 JavaScript 早年,通过这样的方式,巧妙地模仿了 Java 的语法,但是仍然保持了纯粹的“无类”运行时设施。

this 关键字的机制

函数能够引用定义时的变量,如上文分析,函数也能记住定义时的 this,因此,函数内部必定有一个机制来保存这些信息。

在 JavaScript 标准中,为函数规定了用来保存定义时上下文的私有属性 [[Environment]]。

当一个函数执行时,会创建一条新的执行环境记录,记录的外层词法环境(outer lexical environment)会被设置成函数的 [[Environment]]。

这个动作就是切换上下文了,我们假设有这样的代码:

    var a = 1;
    foo();
    在别处定义了 foo:
    var b = 2;
    function foo(){
        console.log(b); // 2
        console.log(a); // error
    }

这里的 foo 能够访问 b(定义时词法环境),却不能访问 a(执行时的词法环境),这就是执行上下文的切换机制了。

JavaScript 用一个栈来管理执行上下文,这个栈中的每一项又包含一个链表。如下图所示:

当函数调用时,会入栈一个新的执行上下文,函数调用结束时,执行上下文被出栈。

而 this 则是一个更为复杂的机制,JavaScript 标准定义了 [[thisMode]] 私有属性。

[[thisMode]] 私有属性有三个取值。

  • lexical:表示从上下文中找 this,这对应了箭头函数。
  • global:表示当 this 为 undefined 时,取全局对象,对应了普通函数。
  • strict:当严格模式时使用,this 严格按照调用时传入的值,可能为 null 或者 undefined。

非常有意思的是,方法的行为跟普通函数有差异,恰恰是因为 class 设计成了默认按 strict 模式执行。

函数创建新的执行上下文中的词法环境记录时,会根据 [[thisMode]] 来标记新纪录的 [[ThisBindingStatus]] 私有属性。

代码执行遇到 this 时,会逐层检查当前词法环境记录中的 [[ThisBindingStatus]],当找到有 this 的环境记录时获取 this 的值。

这样的规则的实际效果是,嵌套的箭头函数中的代码都指向外层 this,例如:

    var o = {}
    o.foo = function foo(){
        console.log(this);
        return () => {
            console.log(this);
            return () => console.log(this);
        }
    }
    o.foo()()(); // o, o, o

这个例子中,我们定义了三层嵌套的函数,最外层为普通函数,两层都是箭头函数。

这里调用三个函数,获得的 this 值是一致的,都是对象 o。

JavaScript 还提供了一系列函数的内置方法来操纵 this 值,下面我们来了解一下。

操作 this 的内置函数

Function.prototype.call 和 Function.prototype.apply 可以指定函数调用时传入的 this 值,示例如下:

    function foo(a, b, c){
        console.log(this);
        console.log(a, b, c);
    }
    foo.call({}, 1, 2, 3);
    foo.apply({}, [1, 2, 3]);

这里 call 和 apply 作用是一样的,只是传参方式有区别。

此外,还有 Function.prototype.bind 它可以生成一个绑定过的函数,这个函数的 this 值固定了参数:

    function foo(a, b, c){
        console.log(this);
        console.log(a, b, c);
    }
    foo.call({}, 1, 2, 3);
    foo.apply({}, [1, 2, 3]);

有趣的是,call、bind 和 apply 用于不接受 this 的函数类型如箭头、class 都不会报错。

这时候,它们无法实现改变 this 的能力,但是可以实现传参。

深入分析Javascript中的this
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