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11 | this从JavaScript执行上下文的视角讲清楚this

在[上篇文章](https://time.geekbang.org/column/article/127495)中,我们讲了词法作用域、作用域链以及闭包,并在最后思考题中留了下面这样一段代码:
var bar = {
    myName:"time.geekbang.com",
    printName: function () {
        console.log(myName)
    }    
}
function foo() {
    let myName = "极客时间"
    return bar.printName
}
let myName = "极客邦"
let _printName = foo()
_printName()
bar.printName()

相信你已经知道了在printName函数里面使用的变量myName是属于全局作用域下面的所以最终打印出来的值都是“极客邦”。这是因为JavaScript语言的作用域链是由词法作用域决定的而词法作用域是由代码结构来确定的。

不过按照常理来说,调用bar.printName方法时该方法内部的变量myName应该使用bar对象中的因为它们是一个整体大多数面向对象语言都是这样设计的比如我用C++改写了上面那段代码,如下所示:

#include <iostream>
using namespace std;
class Bar{
    public:
    char* myName;
    Bar(){
      myName = "time.geekbang.com";
    }
    void printName(){
       cout<< myName <<endl;
    }  
} bar;

char* myName = "极客邦";
int main() {
	bar.printName();
	return 0;
}

在这段C++代码中我同样调用了bar对象中的printName方法最后打印出来的值就是bar对象的内部变量myName值——“time.geekbang.com”而并不是最外面定义变量myName的值——“极客邦”所以在对象内部的方法中使用对象内部的属性是一个非常普遍的需求。但是JavaScript的作用域机制并不支持这一点基于这个需求JavaScript又搞出来另外一套this机制

所以在JavaScript中可以使用this实现在printName函数中访问到bar对象的myName属性了。具体该怎么操作呢你可以调整printName的代码如下所示

printName: function () {
        console.log(this.myName)
    }    

接下来咱们就展开来介绍this不过在讲解之前希望你能区分清楚作用域链this是两套不同的系统它们之间基本没太多联系。在前期明确这点可以避免你在学习this的过程中和作用域产生一些不必要的关联。

JavaScript中的this是什么

关于this我们还是得先从执行上下文说起。在前面几篇文章中我们提到执行上下文中包含了变量环境、词法环境、外部环境但其实还有一个this没有提及具体你可以参考下图

执行上下文中的this

从图中可以看出,this是和执行上下文绑定的也就是说每个执行上下文中都有一个this。前面《08 | 调用栈为什么JavaScript代码会出现栈溢出中我们提到过执行上下文主要分为三种——全局执行上下文、函数执行上下文和eval执行上下文所以对应的this也只有这三种——全局执行上下文中的this、函数中的this和eval中的this。

不过由于eval我们使用的不多所以本文我们对此就不做介绍了如果你感兴趣的话可以自行搜索和学习相关知识。

那么接下来我们就重点讲解下全局执行上下文中的this函数执行上下文中的this

全局执行上下文中的this

首先我们来看看全局执行上下文中的this是什么。

你可以在控制台中输入console.log(this)来打印出来全局执行上下文中的this最终输出的是window对象。所以你可以得出这样一个结论全局执行上下文中的this是指向window对象的。这也是this和作用域链的唯一交点作用域链的最底端包含了window对象全局执行上下文中的this也是指向window对象。

函数执行上下文中的this

现在你已经知道全局对象中的this是指向window对象了那么接下来我们就来重点分析函数执行上下文中的this。还是先看下面这段代码

function foo(){
  console.log(this)
}
foo()

我们在foo函数内部打印出来this值执行这段代码打印出来的也是window对象这说明在默认情况下调用一个函数其执行上下文中的this也是指向window对象的。估计你会好奇那能不能设置执行上下文中的this来指向其他对象呢答案是肯定的。通常情况下有下面三种方式来设置函数执行上下文中的this值。

1. 通过函数的call方法设置

你可以通过函数的call方法来设置函数执行上下文的this指向比如下面这段代码我们就并没有直接调用foo函数而是调用了foo的call方法并将bar对象作为call方法的参数。

let bar = {
  myName : "极客邦",
  test1 : 1
}
function foo(){
  this.myName = "极客时间"
}
foo.call(bar)
console.log(bar)
console.log(myName)

执行这段代码然后观察输出结果你就能发现foo函数内部的this已经指向了bar对象因为通过打印bar对象可以看出bar的myName属性已经由“极客邦”变为“极客时间”了同时在全局执行上下文中打印myNameJavaScript引擎提示该变量未定义。

其实除了call方法你还可以使用bindapply方法来设置函数执行上下文中的this它们在使用上还是有一些区别的如果感兴趣你可以自行搜索和学习它们的使用方法这里我就不再赘述了。

2. 通过对象调用方法设置

要改变函数执行上下文中的this指向除了通过函数的call方法来实现外还可以通过对象调用的方式比如下面这段代码

var myObj = {
  name : "极客时间", 
  showThis: function(){
    console.log(this)
  }
}
myObj.showThis()

在这段代码中我们定义了一个myObj对象该对象是由一个name属性和一个showThis方法组成的然后再通过myObj对象来调用showThis方法。执行这段代码你可以看到最终输出的this值是指向myObj的。

所以,你可以得出这样的结论:使用对象来调用其内部的一个方法该方法的this是指向对象本身的

其实你也可以认为JavaScript引擎在执行myObject.showThis()时,将其转化为了:

myObj.showThis.call(myObj)

接下来我们稍微改变下调用方式把showThis赋给一个全局对象然后再调用该对象代码如下所示

var myObj = {
  name : "极客时间",
  showThis: function(){
    this.name = "极客邦"
    console.log(this)
  }
}
var foo = myObj.showThis
foo()

执行这段代码你会发现this又指向了全局window对象。

所以通过以上两个例子的对比,你可以得出下面这样两个结论:

  • 在全局环境中调用一个函数函数内部的this指向的是全局变量window。
  • 通过一个对象来调用其内部的一个方法该方法的执行上下文中的this指向对象本身。

3. 通过构造函数中设置

你可以像这样设置构造函数中的this如下面的示例代码

function CreateObj(){
  this.name = "极客时间"
}
var myObj = new CreateObj()

在这段代码中我们使用new创建了对象myObj那你知道此时的构造函数CreateObj中的this到底指向了谁吗

其实当执行new CreateObj()的时候JavaScript引擎做了如下四件事

  • 首先创建了一个空对象tempObj
  • 接着调用CreateObj.call方法并将tempObj作为call方法的参数这样当CreateObj的执行上下文创建时它的this就指向了tempObj对象
  • 然后执行CreateObj函数此时的CreateObj函数执行上下文中的this指向了tempObj对象
  • 最后返回tempObj对象。

为了直观理解,我们可以用代码来演示下:

  var tempObj = {}
  CreateObj.call(tempObj)
  return tempObj

这样我们就通过new关键字构建好了一个新对象并且构造函数中的this其实就是新对象本身。

关于new的具体细节你可以参考这篇文章,这里我就不做过多介绍了。

this的设计缺陷以及应对方案

就我个人而言this并不是一个很好的设计因为它的很多使用方法都冲击人的直觉在使用过程中存在着非常多的坑。下面咱们就来一起看看那些this设计缺陷。

1. 嵌套函数中的this不会从外层函数中继承

我认为这是一个严重的设计错误,并影响了后来的很多开发者,让他们“前赴后继”迷失在该错误中。我们还是结合下面这样一段代码来分析下:

var myObj = {
  name : "极客时间", 
  showThis: function(){
    console.log(this)
    function bar(){console.log(this)}
    bar()
  }
}
myObj.showThis()

我们在这段代码的showThis方法里面添加了一个bar方法然后接着在showThis函数中调用了bar函数那么现在的问题是bar函数中的this是什么

如果你是刚接触JavaScript那么你可能会很自然地觉得bar中的this应该和其外层showThis函数中的this是一致的都是指向myObj对象的这很符合人的直觉。但实际情况却并非如此执行这段代码后你会发现函数bar中的this指向的是全局window对象而函数showThis中的this指向的是myObj对象。这就是JavaScript中非常容易让人迷惑的地方之一也是很多问题的源头。

你可以通过一个小技巧来解决这个问题比如在showThis函数中声明一个变量self用来保存this然后在bar函数中使用self代码如下所示

var myObj = {
  name : "极客时间", 
  showThis: function(){
    console.log(this)
    var self = this
    function bar(){
      self.name = "极客邦"
    }
    bar()
  }
}
myObj.showThis()
console.log(myObj.name)
console.log(window.name)

执行这段代码你可以看到它输出了我们想要的结果最终myObj中的name属性值变成了“极客邦”。其实这个方法的的本质是把this体系转换为了作用域的体系

其实,你也可以使用ES6中的箭头函数来解决这个问题,结合下面代码:

var myObj = {
  name : "极客时间", 
  showThis: function(){
    console.log(this)
    var bar = ()=>{
      this.name = "极客邦"
      console.log(this)
    }
    bar()
  }
}
myObj.showThis()
console.log(myObj.name)
console.log(window.name)

执行这段代码你会发现它也输出了我们想要的结果也就是箭头函数bar里面的this是指向myObj对象的。这是因为ES6中的箭头函数并不会创建其自身的执行上下文所以箭头函数中的this取决于它的外部函数。

通过上面的讲解你现在应该知道了this没有作用域的限制这点和变量不一样所以嵌套函数不会从调用它的函数中继承this这样会造成很多不符合直觉的代码。要解决这个问题你可以有两种思路

  • 第一种是把this保存为一个self变量再利用变量的作用域机制传递给嵌套函数。
  • 第二种是继续使用this但是要把嵌套函数改为箭头函数因为箭头函数没有自己的执行上下文所以它会继承调用函数中的this。

2. 普通函数中的this默认指向全局对象window

上面我们已经介绍过了在默认情况下调用一个函数其执行上下文中的this是默认指向全局对象window的。

不过这个设计也是一种缺陷因为在实际工作中我们并不希望函数执行上下文中的this默认指向全局对象因为这样会打破数据的边界造成一些误操作。如果要让函数执行上下文中的this指向某个对象最好的方式是通过call方法来显示调用。

这个问题可以通过设置JavaScript的“严格模式”来解决。在严格模式下默认执行一个函数其函数的执行上下文中的this值是undefined这就解决上面的问题了。

总结

好了,今天就到这里,下面我们来回顾下今天的内容。

首先在使用this时为了避坑你要谨记以下三点

  1. 当函数作为对象的方法调用时函数中的this就是该对象
  2. 当函数被正常调用时在严格模式下this值是undefined非严格模式下this指向的是全局对象window
  3. 嵌套函数中的this不会继承外层函数的this值。

最后我们还提了一下箭头函数因为箭头函数没有自己的执行上下文所以箭头函数的this就是它外层函数的this。

这是我们“JavaScript执行机制”模块的最后一节了五节下来你应该已经发现我们将近一半的时间都是在谈JavaScript的各种缺陷比如变量提升带来的问题、this带来问题等。我认为了解一门语言的缺陷并不是为了否定它相反是为了能更加深入地了解它。我们在谈论缺陷的过程中还结合JavaScript的工作流程分析了出现这些缺陷的原因以及避开这些缺陷的方法。掌握了这些相信你今后在使用JavaScript的过程中会更加得心应手。

思考时间

你可以观察下面这段代码:

let userInfo = {
  name:"jack.ma",
  age:13,
  sex:male,
  updateInfo:function(){
    //模拟xmlhttprequest请求延时
    setTimeout(function(){
      this.name = "pony.ma"
      this.age = 39
      this.sex = female
    },100)
  }
}

userInfo.updateInfo()

我想通过updateInfo来更新userInfo里面的数据信息但是这段代码存在一些问题你能修复这段代码吗

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