干货 | 快速读懂 JS 原型链 / 开普饭

OSC开源社区昨天

以下文章来源于前端日志，作者前端日志

前端日志前端一二线大厂日常工作、技术分享、实战总结。

最近参加了公司内部技术分享，分享同学提到了 Js 原型链的问题，并从 V8 的视角展开发散，刷新了我之前对原型链的认识，听完后决定重学一下原型链，巩固一下基础。

理解原型链
深入原型链
总结与思考

理解原型链

Js 中的原型链是一个比较有意思的话题，它采用了一套巧妙的方法，解决了 Js 中的继承问题。

按我的理解，原型链可以拆分成：

原型（prototype）
链（ __proto__）

原型（prototype）

原型（prototype）是一个普通的对象，它为构造函数的实例共享了属性和方法。在所有的实例中，引用到的原型都是同一个对象。

例如：

function Student(name) {  this.name = name;  this.study = function () {    console.log("study js");  };}// 创建 2 个实例const student1 = new Student("xiaoming");const student2 = new Student("xiaohong");student1.study();student2.study();

上面的代码中，我们创建了 2 个 Student 实例，每个实例都有一个 study 方法，用来打印 "study js"。

这样写会有个问题：2 个实例中的 study 方法都是独立的，虽然功能相同，但在系统中占用的是 2 份内存，如果我创建 100 个 Student 实例，就得占用 100 份内存，这样算下去，将会造成大量的内存浪费。

所以 Js 创造了 prototype。

function Student(name) {  this.name = name;}Student.prototype.study = function () {  console.log("study js");};// 创建 2 个实例const student1 = new Student("xiaoming");const student2 = new Student("xiaohong");student1.study();student2.study();

使用 prototype 之后， study 方法存放在 Student 的原型中，内存中只会存放一份，所有 Student 实例都会共享它，内存问题就迎刃而解了。

但这里还存在一个问题。

为什么 student1 能够访问到 Student 原型上的属性和方法？

答案在 __proto__ 中，我们接着往下看。

链（`proto`）

链（__proto__）可以理解为一个指针，它是实例对象中的一个属性，指向了构造函数的原型（prototype）。

我们来看一个案例：

function Student(name) {  this.name = name;}Student.prototype.study = function () {  console.log("study js");};

const student = new Student("xiaoming");student.study(); // study jsconsole.log(student.__proto__ === Student.prototype); // true

从打印结果可以得出：函数实例的 __proto__ 指向了构造函数的 prototype，上文中遗留的问题也就解决了。

但很多同学可能有这个疑问。

为什么调用 student.study 时，访问到的却是 Student.prototype.study 呢？

答案在原型链中，我们接着往下看。

原型链

原型链指的是：一个实例对象，在调用属性或方法时，会依次从实例本身、构造函数原型、构造函数原型的原型... 上去寻找，查看是否有对应的属性或方法。这样的寻找方式就好像一个链条一样，从实例对象，一直找到 Object.prototype ，专业上称之为原型链。

还是来看一个案例：

function Student(name) {  this.name = name;}Student.prototype.study = function () {  console.log("study js");};

const student = new Student("xiaoming");student.study(); // study js。// 在实例中没找到，在构造函数的原型上找到了。// 实际调用的是：student.__proto__.say 也就是 Student.prototype.say。

student.toString(); // "[object Object]"// 在实例中没找到。// 在构造函数的原型上也没找到。// 在构造函数的原型的原型上找到了。// 实际调用的是 student.__proto__.__proto__.toString 也就是 Object.prototype.toString。

可以看到， __proto__ 就像一个链一样，串联起了实例对象和原型。

同样，上面代码中还会存在以下疑问。

为什么 Student.prototype.__proto__ 是 Object.prototype？

这里提供一个推导步骤：

先找 __proto__ 前面的对象，也就是 Student.prototype 的构造函数。

判断 Student.prototype 类型， typeof Student.prototype 是 object。
object 的构造函数是 Object。
得出 Student.prototype 的构造函数是 Object。

所以 Student.prototype.__proto__ 是 Object.prototype。

这个推导方法很实用，除了自定义构造函数对象之外，其他对象都可以推导出正确答案。

原型链常见问题

原型链中的问题很多，这里再列举几个常见的问题。

Function.__proto__ 是什么？

找 Function 的构造函数。

判断 Function 类型， typeof Function 是 function。
函数类型的构造函数就是 Function。
得出 Function 的构造函数是 Function。

所以 Function.__proto__ = Function.prototype。

Number.__proto__ 是什么？

这里只是稍微变了一下，很多同学就不知道了，其实和上面的问题是一样的。

找 Number 的构造函数。

判断 Number 类型， typeof Number 是 function。
函数类型的构造函数就是 Function。
得出 Number 的构造函数是 Function。

所以 Number.__proto__ = Function.prototype。

Object.prototype.__proto__ 是什么？

这是个特例，如果按照常理去推导，Object.prototype.__proto__ 是 Object.prototype，但这是不对的，这样下去原型链就在 Object 处无限循环了。

为了解决这个问题，Js 的造物主就直接在规定了 Object.prototype.__proto__ 为 null，打破了原型链的无线循环。

明白了这些问题之后，看一下这张经典的图，我们应该都能理解了。

深入原型链

介绍完传统的原型链判断，我们再从 V8 的层面理解一下。

V8 是怎么创建对象的

Js 代码在执行时，会被 V8 引擎解析，这时 V8 会用不同的模板来处理 Js 中的对象和函数。

例如：

ObjectTemplate 用来创建对象
FunctionTemplate 用来创建函数
PrototypeTemplate 用来创建函数原型

细品一下 V8 中的定义，我们可以得到以下结论。

Js 中的函数都是 FunctionTemplate 创建出来的，返回值的是 FunctionTemplate 实例。
Js 中的对象都是 ObjectTemplate 创建出来的，返回值的是 ObjectTemplate 实例。
Js 中函数的原型（prototype）都是通过 PrototypeTemplate 创建出来的，返回值是 ObjectTemplate 实例。

所以 Js 中的对象的原型可以这样判断：

所有的对象的原型都是 Object.prototype，自定义构造函数的实例除外。
自定义构造函数的实例，它的原型是对应的构造函数原型。

在 Js 中的函数原型判断就更加简单了。

所有的函数原型，都是 Function.prototype。

下图展示了所有的内置构造函数，他们的原型都是 Function.prototype。

看到这里，你是否也可以一看就看出任何对象的原型呢？

附：V8 中的函数解析案例

了解完原型链之后，我们看一下 V8 中的函数解析。

function Student(name) {  this.name = name;}Student.prototype.study = function () {  console.log("study js");};const student = new Student('xiaoming')

这段代码在 V8 中会这样执行：

// 创建一个函数v8::Local<v8::FunctionTemplate> Student = v8::FunctionTemplate::New();// 获取函数原型v8::Local<v8::Template> proto_Student = Student->PrototypeTemplate();// 设置原型上的方法proto_Student->Set("study", v8::FunctionTemplate::New(InvokeCallback));// 获取函数实例v8::Local<v8::ObjectTemplate> instance_Student = Student->InstanceTemplate();// 设置实例的属性instance_Student->Set("name", String::New('xiaoming'));// 返回构造函数v8::Local<v8::Function> function = Student->GetFunction();// 返回构造函数实例v8::Local<v8::Object> instance = function->NewInstance();

以上代码可以分为 4 个步骤：

创建函数模板。
在函数模板中，拿到函数原型，并赋值。
在函数模板中，拿到函数实例，并赋值。
返回构造函数。
返回构造函数实例。

V8 中的整体执行流程是符合正常预期的，这里了解一下即可。

总结与思考

本文分别从传统 Js 方面、V8 层面组件剖析了原型链的本质，希望大家都能有所收获。

不看的原因确定内容质量低不看此公众号

干货 | 快速读懂 JS 原型链

OSC开源社区 昨天