[译]理解ECMAScript规范(2)
翻译本文的目的是尝试给出ECMAScript规范中核心术语的译法,供同好品评。
原文链接:https://v8.dev/blog/understanding-ecmascript-part-2
要理解规范,可以拿一个我们知道的JavaScript特性,看看它是怎么规定的。
注意,本文包含从2020年2月的ECMAScript规范中复制的算法,请以正式规范为准。
我们知道,访问对象的属性需要走查(walk)原型链。如果对象上没有要读的属性,就会沿原型链逐级查找,直到找到这个属性(或者找到一个没有原型的对象)。(这个过程我们可以称其为原型链走查或走查原型链。——译者注)
比如:
const o1 = { foo: 99 };
const o2 = {};
Object.setPrototypeOf(o2, o1);
o2.foo;
// → 99
这种原型走查是在哪里定义的?
最好的起点是对象内部方法。
有两个与查找属性相关的内部方法:[[GetOwnProperty]]
和[[Get]]
。我们感兴趣的是不限制自有(own)属性的,所以就搜[[Get]]
吧。
可是,属性描述符规范类型(Property Descriptor)也有一个字段叫[[Get]]
。因此搜索的时候要注意从它们不同的用法来区分。
[[Get]]
是一个基本内部方法(essential interal mehtod)。普通对象(ordinary object)都必须实现基本内部方法定义的默认行为。而异质对象(exotic object)则可以定义自己的内部方法[[Get]]
,其行为与默认行为不同。本文只涉及普通对象,因而不涉及自定义内部方法。
[[Get]]
的默认实现委托到了OrdinaryGet
(这是一个抽象操作。——译者注):
[[Get]] ( P, Receiver )
在以属性键
P
和ECMAScript语言值Receiver
调用O
的内部方法[[Get]]
时,执行如下步骤:
- 返回
? OrdinaryGet(O, P, Receiver)
。
在调用访问器属性的获取函数(getter)时,Receiver
将被用作this
值。稍后还会看到。
OrdinaryGet
的定义如下:
OrdinaryGet ( O, P, Receiver )
在以对象
O
、属性键P
和ECMAScript语言值Receiver
调用抽象操作OrdinaryGet
时,将执行以下步骤:
- 断言:
IsPropertyKey(P)
为true
;- 令
desc
为? O.[[GetOwnProperty]](P)
;- 若
desc
为undefined
,则
a. 令parent
为? O.[[GetPrototypeOf]]()
;
b. 若parent
为null
,返回undefined
;
c. 返回? parent.[[Get]](P, Receiver)
;- 若
IsDataDescriptor(desc)
为true
,返回desc.[[Value]]
;- 断言:
IsAccessorDescriptor(desc)
为true
;- 令
getter
为desc.[[Get]]
;- 若
getter
为undefined
,返回undefined
;- 返回
? Call(getter, Receiver)
。
原型链走查是在第3步定义的:如果上一步没找到同名的自有属性,则调用原型的[[Get]]
方法,于是又会委托到OrdinaryGet
抽象操作。如果在第一个原型上还没找到属性,则调用它的原型的[[Get]]
方法,于是又会委托到OrdinaryGet
抽象操作。如此往复,直至找到属性或者遇到一个没有原型的对象。
下面通过分析访问o2.foo
的过程来理解这个算法。首先,以o2
为O
、"foo"
为P
调用OrdinaryGet
。O.[[GetOwnProperty]]("foo")
返回undefined
,因为o2
没有叫"foo"
的自有属性。于是就进入第3步的分支。在3.a中,把parent
设置为o2
的原型,也就是o1
。parent
不是null
,因此不会在3.b返回。在3.c中,调用parent
的[[Get]]
方法,传入"foo"
,并返回调用的结果。
parent
(o1
)是普通对象,因此其[[Get]]
方法会再次调用OrdinaryGet
。这一次O
是o1
、P
是"foo"
。o1
有一个叫"foo"
的自有属性,因此第2步O.[[GetOwnProperty]]("foo")
返回相应的属性描述符,并将其保存在desc
中。
属性描述符是一种规范类型。数据属性描述符把属性的值直接保存在[[Value]]
字段。访问器属性描述符把访问器函数保存在[[Get]]
和/或[[Set]]
字段。这里与"foo"
关联的属性描述符是一个数据属性描述符。
第2步保存在desc
中的数据属性描述符不是undefined
,因此不会走到第3步的分支。接着执行第4步,因为这个属性描述符是数据属性描述符,所以返回了其[[Value]]
字段的值99
。这样到第4步就结束了。
Receiver
是什么?它是从哪来的?
Receiver
参数只会在算法第8步,即访问器属性的情况下才会用到。在调用访问器属性的获取函数(getter)时,Receiver
将被用作this
值。
OrdinaryGet
在(3.c)递归期间始终如一地传递最初的Receiver
,不作修改。下面我们来看看这个Receiver
是从哪里来的!
通过搜索调用[[Get]]
方法的地方,我们发现一个抽象操作GetValue
,它操作的是一个引用。引用是一种规范类型,包含一个基础值(base value)、一个引用名(referenced name)和一个严格引用标志(strict reference flag)。对于o2.foo
来讲,基础值是对象o2
,引用名是字符串"foo"
,而严格引用标志是false
(因为示例代码未启用严格模式)。
扩展学习:为什么是引用而不是记录?
引用不是记录,尽管它可以是记录。引用由3部分组成,可以对等地用3个命名字段来表示。引用不是记录属于历史遗留问题。
说回GetValue
下面看看GetValue
的定义:
GetValue ( V )
ReturnIfAbrupt(V)
;- 若
Type(V)
非引用,返回V
;- 令
base
为GetBase(V)
;- 若
IsUnresolvableReference(V)
为true
,抛出ReferenceError
异常;- 若
IsPropertyReference(V)
为true
,则
a. 若HasPrimitiveBase(V)
为true
,则
i. 断言:此时,base
决非undefined
或null
;
ii. 设base
为! ToObject(base)
;
b. 返回? base.[[Get]](GetReferencedName(V), GetThisValue(V))
;- 否则
a. 断言base
为环境记录;
b. 返回? base.GetBindingValue(GetReferencedName(V), IsStrictReference(V))
。
我们例子中的引用是o2.foo
,是个属性引用。因此,进入第5步。但不会进5.a,因为base
不是原始值(Number、String、Symbol、BigInt、Boolean、Undefined或Null)。
然后在5.b调用[[Get]]
,而Receiver
是通过GetThisValue(V)
传入的。这里,它就是引用的基础值。
GetThisValue( V )
- 断言:
IsPropertyReference(V)
为true
;- 若
IsSuperReference(V)
为true
,则
a. 返回引用V
的thisValue
组件的值;- 返回
GetBase(V)
。
对o2.foo
而言,不会进入第2步,因为它不是一个超类(super)引用(如super.foo
),而会进入第3步并返回引用的基础值o2
。
综上所述,Receiver
就是原始引用的基础值,这个值在原型链走查过程中保持不变。如果要找的是一个访问器属性,则在调用获取访问器时以这个Receiver
作为this
值。
注意,获取函数中的this
值引用的是我们想从中获取属性的原始对象,而不是在原型走查时从中找到属性的对象。
看个例子就明白了:
const o1 = { x: 10, get foo() { return this.x; } };
const o2 = { x: 50 };
Object.setPrototypeOf(o2, o1);
o2.foo;
// → 50
这里通过定义获取函数定义了一个访问器属性foo
。获取函数返回this.x
。
然后,访问o2.foo
。你觉得这个获取函数会返回哪个值?
我们发现,调用获取函数时,this
值是我们最初尝试从中获取属性的对象,而不是从中找到这个属性的对象。具体说,就是this
值是o2
,不是o1
。可以从返回的是o2.x
还是o1.x
来判断:返回的是o2.x
。
我们通过阅读规范就可以预测这段代码的行为!
访问属性时为什么调用[[Get]]
?
规范哪里说在访问属性(如o2.foo
)时要调用对象的内部方法[[Get]]
了?没错,一定在哪个地方规定了。不要别人说什么就信什么!
我们发现对象内部方法[[Get]]
是在抽象操作GetValue
中调用的,而GetValue
操作的是引用。那又是哪里调用的GetValue
呢?
MemberExpression
的运行时语义
规范的文法规则定义了语言的语法。运行时语义定义了语法构造的“含义”(如何在运行时对它们求值)。
如果你不熟悉上下文无关文法,那现在应该点开链接去了解一下。
本文后面将深入研究相关文法规则,现在先保持简单。比如,可以忽略产生式中的下标(Yield
、Await
,等等)。
下面的产生式(production)描述了MemberExpression
:
MemberExpression :
PrimaryExpression
MemberExpression [ Expression ]
MemberExpression . IdentifierName
MemberExpression TemplateLiteral
SuperProperty
MetaProperty
new MemberExpression Arguments
这里有7个MemberExpression
的产生式。意思是,MemberExpression
可以只是一个PrimaryExpression
。此外,MemberExpression
也可以构建于另一个MemberExpression
和Expression
的组合:MemberExpression [ Expression ]
,如o2['foo']
。或者,也可以表现为MemberExpression . IdentifierName
,如o2.foo
(这是与我们例子相关的产生式)。
产生式MemberExpression: MemberExpression . IdentifierName
的运行时语义定义了对它求值时的步骤:
运行时语义:求值MemberExpression : MemberExpression . IdentifierName
- 令
baseReference
为求值MemberExpression
的结果;- 令
baseValue
为? GetValue(baseReference)
;- 若
MemberExpression
匹配的代码为严格模式代码,令strict
为true
;否则令strict
为false
;- 返回
? EvaluatePropertyAccessWithIdentifierKey(baseValue, IdentifierName, strict)
。
这个算法委托给了抽象操作EvaluatePropertyAccessWithIdentifierKey
,因此也要看它的定义:
EvaluatePropertyAccessWithIdentifierKey( baseValue, identifierName, strict )
抽象操作
EvaluatePropertyAccessWithIdentifierKey
接收值baseValue
、解析结点(Parse Node)identifierName
和布尔值strict
作为参数,执行以下步骤:
- 断言:
identifierName
为IdentifierName
;- 令
bv
为? RequireObjectCoercible(baseValue)
;- 令
propertyNameString
为identifierName
的StringValue
;- 返回一个引用,其基础值为
bv
、引用名为propertyNameString
、严格引用标志为strict
。
换句话说,EvaluatePropertyAccessWithIdentifierKey
构建了一个引用,以提供的baseValue
作为基础,以identifierName
作为属性名,以strict
作为严格模式标志。
最终这个引用被传给了GetValue
。规范中调用GetValue
的地方有好几处,区别在于最后怎么使用这个引用。
译者附图
上面算法第2步调用? GetValue(baseReference)
直接返回硬性完成([[Type]]
为"return"
,[[Value]]
为desc.[[Value]]
,然后由运行时语义解包。)
MemberExpression
作为参数
实际代码中还可能把属性访问作为参数:
console.log(o2.foo);
此时,相关行为由ArgumentList
产生式的运行时语义来定义,这个产生式对参数调用了GetValue
:
Runtime Semantics: ArgumentListEvaluation
ArgumentList : AssignmentExpression
- 令
ref
为求值AssignmentExpression
的结果;- 令
arg
为? GetValue(ref)
;- 返回只含一项
arg
的列表。
o2.foo
看起来不像AssignmentExpression
(赋值表达式),但它是,所以才适用这个产生式。要知道为什么,可以看看补充说明:“为什么o2.foo
是AssignmentExpression
?”。
第1步中的AssignmentExpression
是o2.foo
。而求值o2.foo
得到的结果ref
就是上面提到的引用。第2步在这个引用上调用了GetValue
。这样我们就知道了对象的内部方法[[Get]]
会被调用,而原型走查也会发生。
小结
本文探讨了规范如何定义语言特性,也就是原型查找,跨越了不同的抽象层,包括触发该特性的语法结构和定义它的算法。