面试题：深入理解JavaScript函数构造函数的内部机制

Question

假设在JavaScript引擎内部，函数构造函数的创建和执行分为多个步骤，请详细阐述从函数构造函数定义、实例化对象到调用函数过程中，引擎在内存管理、作用域链处理以及原型链构建等方面的具体操作和优化策略。

Answer 1

函数构造函数定义

1. 内存管理：
   • 当定义一个函数构造函数时，JavaScript引擎会在内存中为该函数分配空间。这包括存储函数的代码（字节码等形式）以及函数相关的元数据，如函数名、形参列表等。
   • 函数的可执行代码会被解析并编译成内部表示形式，这个过程可能会涉及到一些优化，例如提前解析一些常量表达式等。
2. 作用域链处理：
   • 函数构造函数在定义时，会创建一个作用域。这个作用域会包含函数定义时所在环境的变量对象（VO）或活动对象（AO，在函数激活时）。
   • 函数的作用域链（scope chain）会被初始化，它由函数自身的作用域（包含形参和局部变量）和其外部作用域组成。外部作用域就是函数定义时所在的环境的作用域，这形成了一个链式结构。例如，如果函数A在全局作用域中定义，那么函数A的作用域链的顶端是函数A自身的作用域，其外部作用域就是全局作用域。
3. 原型链构建：
   • 每个函数构造函数都有一个prototype属性，这个属性指向一个对象，称为原型对象。
   • 原型对象默认有一个constructor属性，它反过来指向函数构造函数本身。例如，对于构造函数Person，Person.prototype.constructor === Person。

实例化对象

1. 内存管理：
   • 当使用new关键字调用函数构造函数进行实例化时，首先会在内存中分配一块新的空间用于存储新创建的对象。
   • 新对象内部会包含一个隐藏属性[[Prototype]]（在ES6之前没有标准的访问方式，ES6之后可以通过Object.getPrototypeOf()或__proto__访问，__proto__不推荐使用但兼容性较好），这个属性指向构造函数的原型对象。
2. 作用域链处理：
   • 新实例化的对象本身没有自己独立的作用域，它的属性查找会沿着原型链进行，而原型链与作用域链是不同的概念。但是在属性查找过程中，如果涉及到函数调用等操作，函数的作用域链会起作用。例如，如果实例对象调用了构造函数原型上定义的一个方法，该方法在执行时，会使用其定义时的作用域链。
3. 原型链构建：
   • 新创建对象的[[Prototype]]属性被设置为构造函数的prototype对象，从而构建起原型链。例如，如果Person是一个构造函数，let person = new Person()，那么person.[[Prototype]] === Person.prototype。属性查找时，先在对象自身查找属性，如果找不到，就会沿着原型链在Person.prototype及其原型（如果存在）上查找。

调用函数

1. 内存管理：
   • 当函数被调用时，会为函数创建一个新的执行上下文（execution context）。执行上下文包含变量对象（VO）或活动对象（AO，在函数激活时），用于存储函数的局部变量、形参以及函数调用时的一些内部状态。
   • 函数执行完毕后，其执行上下文会从执行栈中弹出，相关的内存（如局部变量占用的内存等）如果不再被引用，就会被垃圾回收机制回收。例如，函数内部定义的局部变量，在函数执行完毕且没有外部引用的情况下，就会被回收。
2. 作用域链处理：
   • 函数执行上下文的作用域链是在函数调用时确定的。它基于函数定义时的作用域链，并在函数激活时创建一个新的活动对象（AO）作为作用域链的顶端。
   • 当函数访问变量时，会从作用域链的顶端（活动对象）开始查找，如果找不到，就沿着作用域链向下查找，直到全局作用域（如果存在）。例如，函数内部访问一个变量，先在函数的活动对象中查找该变量，如果不存在，就去外部作用域查找。
3. 原型链构建（与调用相关）：
   • 如果函数是作为对象的方法被调用（例如obj.method()），并且该方法是在对象的原型链上定义的，那么在方法执行过程中，this会指向调用该方法的对象。例如，person.sayHello()，如果sayHello方法定义在Person.prototype上，在sayHello方法内部，this指向person对象。这与原型链的关系在于，this对象的属性查找会沿着原型链进行，从而使得方法可以访问到原型链上的属性和方法。