執行環境（execution context，為簡單起見，有時也稱為“環境”）是JavaScript 中最為重要的一個概念。執行環境定義了變數或函數有權訪問的其他數據，決定了它們各自的行為。每個執行環境都有一個與之關聯的變數對象（variable object），環境中定義的所有變數和函數都保存在這 ...
執行環境（execution context，為簡單起見，有時也稱為“環境”）是JavaScript 中最為重要的一個概念。執行環境定義了變數或函數有權訪問的其他數據，決定了它們各自的行為。每個執行環境都有一個與之關聯的變數對象（variable object），環境中定義的所有變數和函數都保存在這個對象中。雖然我們編寫的代碼無法訪問這個對象，但解析器在處理數據時會在後臺使用它。
全局執行環境是最外圍的一個執行環境。根據ECMAScript 實現所在的宿主環境不同，表示執行環境的對象也不一樣。在Web 瀏覽器中，全局執行環境被認為是window 對象（第7 章將詳細討論），因此所有全局變數和函數都是作為window 對象的屬性和方法創建的。某個執行環境中的所有代碼執行完畢後，該環境被銷毀，保存在其中的所有變數和函數定義也隨之銷毀（全局執行環境直到應用程式退出——例如關閉網頁或瀏覽器——時才會被銷毀）。
每個函數都有自己的執行環境。當執行流進入一個函數時，函數的環境就會被推入一個環境棧中。而在函數執行之後，棧將其環境彈出，把控制權返回給之前的執行環境。ECMAScript 程式中的執行流正是由這個方便的機制控制著。
當代碼在一個環境中執行時，會創建變數對象的一個作用域鏈（scope chain）。作用域鏈的用途，是保證對執行環境有權訪問的所有變數和函數的有序訪問。作用域鏈的前端，始終都是當前執行的代碼所在環境的變數對象。如果這個環境是函數，則將其活動對象（activation object）作為變數對象。活動對象在最開始時只包含一個變數，即arguments 對象（這個對象在全局環境中是不存在的）。作用域鏈中的下一個變數對象來自包含（外部）環境，而再下一個變數對象則來自下一個包含環境。這樣，一直延續到全局執行環境；全局執行環境的變數對象始終都是作用域鏈中的最後一個對象。
標識符解析是沿著作用域鏈一級一級地搜索標識符的過程。搜索過程始終從作用域鏈的前端開始，然後逐級地向後回溯，直至找到標識符為止（如果找不到標識符，通常會導致錯誤發生）。
請看下麵的示例代碼：
var color = "blue";
function changeColor() {
if (color === "blue") {
color = "red";
} else {
color = "blue";
}
}
changeColor();
alert("Color is now " + color);
在這個簡單的例子中，函數changeColor()的作用域鏈包含兩個對象：它自己的變數對象（其中定義著arguments 對象）和全局環境的變數對象。可以在函數內部訪問變數color，就是因為可以在這個作用域鏈中找到它。
此外，在局部作用域中定義的變數可以在局部環境中與全局變數互換使用，如下麵這個例子所示：
var color = "blue";
function changeColor() {
var anotherColor = "red";
function swapColors() {
var tempColor = anotherColor;
anotherColor = color;
color = tempColor;
// 這裡可以訪問color、anotherColor 和tempColor
}
// 這裡可以訪問color 和anotherColor，但不能訪問tempColor
swapColors();
}
// 這裡只能訪問color
changeColor();
以上代碼共涉及3 個執行環境：全局環境、changeColor()的局部環境和swapColors()的局部環境。全局環境中有一個變數color 和一個函數changeColor()。changeColor()的局部環境中有一個名為anotherColor 的變數和一個名為swapColors()的函數，但它也可以訪問全局環境中的變數color。swapColors()的局部環境中有一個變數tempColor，該變數只能在這個環境中訪問到。
無論全局環境還是changeColor()的局部環境都無權訪問tempColor。然而，在swapColors()內部則可以訪問其他兩個環境中的所有變數，因為那兩個環境是它的父執行環境。圖4-3 形象地展示了前面這個例子的作用域鏈。
圖4-3 中的矩形表示特定的執行環境。其中，內部環境可以通過作用域鏈訪問所有的外部環境，但外部環境不能訪問內部環境中的任何變數和函數。這些環境之間的聯繫是線性、有次序的。每個環境都可以向上搜索作用域鏈，以查詢變數和函數名；但任何環境都不能通過向下搜索作用域鏈而進入另一個執行環境。對於這個例子中的swapColors()而言，其作用域鏈中包含3 個對象：swapColors()的變數對象、changeColor()的變數對象和全局變數對象。swapColors()的局部環境開始時會先在自己的變數對象中搜索變數和函數名，如果搜索不到則再搜索上一級作用域鏈。changeColor()的作用域鏈中只包含兩個對象：它自己的變數對象和全局變數對象。這也就是說，它不能訪問swapColors()的環境。
函數參數也被當作變數來對待，因此其訪問規則與執行環境中的其他變數相同。
4.2.1 延長作用域鏈
雖然執行環境的類型總共只有兩種——全局和局部（函數），但還是有其他辦法來延長作用域鏈。
這麼說是因為有些語句可以在作用域鏈的前端臨時增加一個變數對象，該變數對象會在代碼執行後被移除。在兩種情況下會發生這種現象。具體來說，就是當執行流進入下列任何一個語句時，作用域鏈就會得到加長：
- try-catch 語句的catch 塊；
- with 語句。
這兩個語句都會在作用域鏈的前端添加一個變數對象。對with 語句來說，會將指定的對象添加到作用域鏈中。對catch 語句來說，會創建一個新的變數對象，其中包含的是被拋出的錯誤對象的聲明。
下麵看一個例子。
function buildUrl() {
var qs = "?debug=true";
with(location) {
var url = href + qs;
}
return url;
}
在此，with 語句接收的是location 對象，因此其變數對象中就包含了location 對象的所有屬性和方法，而這個變數對象被添加到了作用域鏈的前端。buildUrl()函數中定義了一個變數qs。當在with 語句中引用變數href 時（實際引用的是location.href），可以在當前執行環境的變數對象中找到。當引用變數qs 時，引用的則是在buildUrl()中定義的那個變數，而該變數位於函數環境的變數對象中。至於with 語句內部，則定義了一個名為url 的變數，因而url 就成了函數執行環境的一部分，所以可以作為函數的值被返回。
在IE8 及之前版本的JavaScript 實現中，存在一個與標準不一致的地方，即在catch 語句中捕獲的錯誤對象會被添加到執行環境的變數對象，而不是catch 語句的變數對象中。換句話說，即使是在catch 塊的外部也可以訪問到錯誤對象。IE9 修複了這個問題。
4.2.2 沒有塊級作用域
JavaScript 沒有塊級作用域經常會導致理解上的困惑。在其他類C 的語言中，由花括弧封閉的代碼塊都有自己的作用域（如果用ECMAScript 的話來講，就是它們自己的執行環境），因而支持根據條件來定義變數。例如，下麵的代碼在JavaScript 中並不會得到想象中的結果：
if (true) {
var color = "blue";
}
alert(color); //"blue"
這裡是在一個if 語句中定義了變數color。如果是在C、C++或Java 中，color 會在if 語句執行完畢後被銷毀。但在JavaScript 中，if 語句中的變數聲明會將變數添加到當前的執行環境（在這裡是全局環境）中。在使用for 語句時尤其要牢記這一差異，例如：
for (var i=0; i < 10; i++){
doSomething(i);
}
alert(i); //10
對於有塊級作用域的語言來說，for 語句初始化變數的表達式所定義的變數，只會存在於迴圈的環境之中。而對於JavaScript 來說，由for 語句創建的變數i 即使在for 迴圈執行結束後，也依舊會存在於迴圈外部的執行環境中。
1. 聲明變數
使用var 聲明的變數會自動被添加到最接近的環境中。在函數內部，最接近的環境就是函數的局部環境；在with 語句中，最接近的環境是函數環境。如果初始化變數時沒有使用var 聲明，該變數會自動被添加到全局環境。如下所示：
function add(num1, num2) {
var sum = num1 + num2;
return sum;
}
var result = add(10, 20); //30
alert(sum); //由於sum 不是有效的變數，因此會導致錯誤
以上代碼中的函數add()定義了一個名為sum 的局部變數，該變數包含加法操作的結果。雖然結果值從函數中返回了，但變數sum 在函數外部是訪問不到的。如果省略這個例子中的var 關鍵字，那麼當add()執行完畢後，sum 也將可以訪問到：
function add(num1, num2) {
sum = num1 + num2;
return sum;
}
var result = add(10, 20); //30
alert(sum); //30
這個例子中的變數sum 在被初始化賦值時沒有使用var 關鍵字。於是，當調用完add()之後，添加到全局環境中的變數sum 將繼續存在；即使函數已經執行完畢，後面的代碼依舊可以訪問它。
在編寫JavaScript 代碼的過程中，不聲明而直接初始化變數是一個常見的錯誤做法，因為這樣可能會導致意外。我們建議在初始化變數之前，一定要先聲明，這樣就可以避免類似問題。在嚴格模式下，初始化未經聲明的變數會導致錯誤。
2. 查詢標識符
當在某個環境中為了讀取或寫入而引用一個標識符時，必須通過搜索來確定該標識符實際代表什麼。搜索過程從作用域鏈的前端開始，向上逐級查詢與給定名字匹配的標識符。如果在局部環境中找到了該標識符，搜索過程停止，變數就緒。如果在局部環境中沒有找到該變數名，則繼續沿作用域鏈向上搜索。搜索過程將一直追溯到全局環境的變數對象。如果在全局環境中也沒有找到這個標識符，則意味著該變數尚未聲明。
通過下麵這個示例，可以理解查詢標識符的過程：
var color = "blue";
function getColor(){
return color;
}
alert(getColor()); //"blue"
調用本例中的函數getColor()時會引用變數color。為了確定變數color 的值，將開始一個兩步的搜索過程。首先，搜索getColor()的變數對象，查找其中是否包含一個名為color 的標識符。
在沒有找到的情況下，搜索繼續到下一個變數對象（全局環境的變數對象），然後在那裡找到了名為color 的標識符。因為搜索到了定義這個變數的變數對象，搜索過程宣告結束。圖4-4 形象地展示了上述搜索過程。
在這個搜索過程中，如果存在一個局部的變數的定義，則搜索會自動停止，不再進入另一個變數對象。換句話說，如果局部環境中存在著同名標識符，就不會使用位於父環境中的標識符，如下麵的例子所示：
var color = "blue";
function getColor(){
var color = "red";
return color;
}
alert(getColor()); //"red"
修改後的代碼在getColor()函數中聲明瞭一個名為color 的局部變數。調用函數時，該變數就會被聲明。而當函數中的第二行代碼執行時，意味著必須找到並返回變數color 的值。搜索過程首先從局部環境中開始，而且在這裡發現了一個名為color 的變數，其值為"red"。因為變數已經找到了，所以搜索即行停止，return 語句就使用這個局部變數，併為函數會返回"red"。也就是說，任何位於局部變數color 的聲明之後的代碼，如果不使用window.color 都無法訪問全局color變數。
變數查詢也不是沒有代價的。很明顯，訪問局部變數要比訪問全局變數更快，因為不用向上搜索作用域鏈。JavaScript 引擎在優化標識符查詢方面做得不錯，因此這個差別在將來恐怕就可以忽略不計了。
