JavaScript閉包

Tony 發(fā)布于2019-08-19 17:54 / 516人閱讀

摘要：此時(shí)的作用域鏈包含了兩個(gè)對(duì)象的活動(dòng)對(duì)象和對(duì)象。閉包的應(yīng)用場(chǎng)景保護(hù)函數(shù)內(nèi)的變量安全。依然如前例，由于閉包，函數(shù)中的一直存在于內(nèi)存中，因此每次執(zhí)行，都會(huì)給自加。

引子

JS的閉包一直是很多人不理解，也是在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的地方。每次看文章都會(huì)有所了解閉包，但是，用起來(lái)還是不對(duì)，而且錯(cuò)誤百出，其關(guān)鍵問(wèn)題還是出在對(duì)其不理解，不了解。此文章會(huì)不定期更新以及完善，希望在我學(xué)習(xí)的時(shí)候，讓大家也能同我一起學(xué)習(xí)，我個(gè)人覺(jué)得閉包很關(guān)鍵，是否理解JS就要看是否理解閉包。

本文主要是對(duì)優(yōu)秀文章的收集、節(jié)選及整理，希望能成為一篇了解、理解、學(xué)習(xí)閉包的文章，其中還會(huì)包含實(shí)例，如有不當(dāng)之處還望指正。

什么是閉包？

閉包是一個(gè)擁有許多變量和綁定了這些變量的環(huán)境的表達(dá)式（通常是一個(gè)函數(shù)），因而這些變量也是該表達(dá)式的一部分。

相信很少有人能直接看懂這句話(huà)，因?yàn)樗枋龅奶珜W(xué)術(shù)。其實(shí)這句話(huà)通俗的來(lái)說(shuō)就是：JavaScript中所有的function都是一個(gè)閉包。不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，嵌套的function所產(chǎn)生的閉包更為強(qiáng)大，也是大部分時(shí)候我們所謂的“閉包”?？聪旅孢@段代碼：

function a() { 
  var i = 0; 
  function b() { 
      alert(++i);  
  } 
  return b;
}
var c = a();
c();

這段代碼有兩個(gè)特點(diǎn)：

1、函數(shù)b嵌套在函數(shù)a內(nèi)部；

2、函數(shù)a返回函數(shù)b。

引用關(guān)系如圖：

這樣在執(zhí)行完var c=a()后，變量c實(shí)際上是指向了函數(shù)b，再執(zhí)行c()后就會(huì)彈出一個(gè)窗口顯示i的值(第一次為1)。這段代碼其實(shí)就創(chuàng)建了一個(gè)閉包，為什么？因?yàn)楹瘮?shù)a外的變量c引用了函數(shù)a內(nèi)的函數(shù)b，就是說(shuō)：

當(dāng)函數(shù)a的內(nèi)部函數(shù)b被函數(shù)a外的一個(gè)變量引用的時(shí)候，就創(chuàng)建了一個(gè)閉包。

讓我們說(shuō)的更透徹一些。所謂“閉包”，就是在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)定義另外的函數(shù)作為目標(biāo)對(duì)象的方法函數(shù)，而這個(gè)對(duì)象的方法函數(shù)反過(guò)來(lái)引用外層函數(shù)體中的臨時(shí)變量。這使得只要目標(biāo)對(duì)象在生存期內(nèi)始終能保持其方法，就能間接保持原構(gòu)造函數(shù)體當(dāng)時(shí)用到的臨時(shí)變量值。盡管最開(kāi)始的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用已經(jīng)結(jié)束，臨時(shí)變量的名稱(chēng)也都消失了，但在目標(biāo)對(duì)象的方法內(nèi)卻始終能引用到該變量的值，而且該值只能通這種方法來(lái)訪問(wèn)。即使再次調(diào)用相同的構(gòu)造函數(shù)，但只會(huì)生成新對(duì)象和方法，新的臨時(shí)變量只是對(duì)應(yīng)新的值，和上次那次調(diào)用的是各自獨(dú)立的。

閉包有什么作用？

簡(jiǎn)而言之，閉包的作用就是在a執(zhí)行完并返回后，閉包使得Javascript的垃圾回收機(jī)制GC不會(huì)收回a所占用的資源，因?yàn)閍的內(nèi)部函數(shù)b的執(zhí)行需要依賴(lài)a中的變量。這是對(duì)閉包作用的非常直白的描述，不專(zhuān)業(yè)也不嚴(yán)謹(jǐn)，但大概意思就是這樣，理解閉包需要循序漸進(jìn)的過(guò)程。

在上面的例子中，由于閉包的存在使得函數(shù)a返回后，a中的i始終存在，這樣每次執(zhí)行c()，i都是自加1后alert出i的值。

那么我們來(lái)想象另一種情況，如果a返回的不是函數(shù)b，情況就完全不同了。因?yàn)閍執(zhí)行完后，b沒(méi)有被返回給a的外界，只是被a所引用，而此時(shí)a也只會(huì)被b引用，因此函數(shù)a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用)，函數(shù)a和b就會(huì)被GC回收。

閉包內(nèi)的微觀世界

如果要更加深入的了解閉包以及函數(shù)a和嵌套函數(shù)b的關(guān)系，我們需要引入另外幾個(gè)概念：函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)、活動(dòng)對(duì)象(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函數(shù)a從定義到執(zhí)行的過(guò)程為例闡述這幾個(gè)概念。

當(dāng)定義函數(shù)a的時(shí)候，js解釋器會(huì)將函數(shù)a的作用域鏈(scope chain)設(shè)置為定義a時(shí)a所在的“環(huán)境”，如果a是一個(gè)全局函數(shù)，則scope chain中只有window對(duì)象。

當(dāng)執(zhí)行函數(shù)a的時(shí)候，a會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)。

在創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的過(guò)程中，首先會(huì)為a添加一個(gè)scope屬性，即a的作用域，其值就為第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域鏈。

然后執(zhí)行環(huán)境會(huì)創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)對(duì)象(call object)?；顒?dòng)對(duì)象也是一個(gè)擁有屬性的對(duì)象，但它不具有原型而且不能通過(guò)JavaScript代碼直接訪問(wèn)。創(chuàng)建完活動(dòng)對(duì)象后，把活動(dòng)對(duì)象添加到a的作用域鏈的最頂端。此時(shí)a的作用域鏈包含了兩個(gè)對(duì)象：a的活動(dòng)對(duì)象和window對(duì)象。

下一步是在活動(dòng)對(duì)象上添加一個(gè)arguments屬性，它保存著調(diào)用函數(shù)a時(shí)所傳遞的參數(shù)。

最后把所有函數(shù)a的形參和內(nèi)部的函數(shù)b的引用也添加到a的活動(dòng)對(duì)象上。在這一步中，完成了函數(shù)b的的定義，因此如同第3步，函數(shù)b的作用域鏈被設(shè)置為b所被定義的環(huán)境，即a的作用域。

到此，整個(gè)函數(shù)a從定義到執(zhí)行的步驟就完成了。此時(shí)a返回函數(shù)b的引用給c，又函數(shù)b的作用域鏈包含了對(duì)函數(shù)a的活動(dòng)對(duì)象的引用，也就是說(shuō)b可以訪問(wèn)到a中定義的所有變量和函數(shù)。函數(shù)b被c引用，函數(shù)b又依賴(lài)函數(shù)a，因此函數(shù)a在返回后不會(huì)被GC回收。

當(dāng)函數(shù)b執(zhí)行的時(shí)候亦會(huì)像以上步驟一樣。因此，執(zhí)行時(shí)b的作用域鏈包含了3個(gè)對(duì)象：b的活動(dòng)對(duì)象、a的活動(dòng)對(duì)象和window對(duì)象，如下圖所示：

如圖所示，當(dāng)在函數(shù)b中訪問(wèn)一個(gè)變量的時(shí)候，搜索順序是：

1、先搜索自身的活動(dòng)對(duì)象，如果存在則返回，如果不存在將繼續(xù)搜索函數(shù)a的活動(dòng)對(duì)象，依次查找，直到找到為止。

2、如果函數(shù)b存在prototype原型對(duì)象，則在查找完自身的活動(dòng)對(duì)象后先查找自身的原型對(duì)象，再繼續(xù)查找。這就是Javascript中的變量查找機(jī)制。

3、如果整個(gè)作用域鏈上都無(wú)法找到，則返回undefined。

小結(jié)，本段中提到了兩個(gè)重要的詞語(yǔ)：函數(shù)的定義與執(zhí)行。文中提到函數(shù)的作用域是在定義函數(shù)時(shí)候就已經(jīng)確定，而不是在執(zhí)行的時(shí)候確定（參看步驟1和3）。用一段代碼來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題：

function f(x) { 
   var g = function () { return x; }
    return g;
}
var h = f(1);
alert(h());

這段代碼中變量h指向了f中的那個(gè)匿名函數(shù)(由g返回)。

假設(shè)函數(shù)h的作用域是在執(zhí)行alert(h())確定的，那么此時(shí)h的作用域鏈?zhǔn)牵篽的活動(dòng)對(duì)象->alert的活動(dòng)對(duì)象->window對(duì)象。

假設(shè)函數(shù)h的作用域是在定義時(shí)確定的，就是說(shuō)h指向的那個(gè)匿名函數(shù)在定義的時(shí)候就已經(jīng)確定了作用域。那么在執(zhí)行的時(shí)候，h的作用域鏈為：h的活動(dòng)對(duì)象->f的活動(dòng)對(duì)象->window對(duì)象。

如果第一種假設(shè)成立，那輸出值就是undefined；如果第二種假設(shè)成立，輸出值則為1。

運(yùn)行結(jié)果證明了第2個(gè)假設(shè)是正確的，說(shuō)明函數(shù)的作用域確實(shí)是在定義這個(gè)函數(shù)的時(shí)候就已經(jīng)確定了。

閉包的應(yīng)用場(chǎng)景

保護(hù)函數(shù)內(nèi)的變量安全。以最開(kāi)始的例子為例，函數(shù)a中i只有函數(shù)b才能訪問(wèn)，而無(wú)法通過(guò)其他途徑訪問(wèn)到，因此保護(hù)了i的安全性。

在內(nèi)存中維持一個(gè)變量。依然如前例，由于閉包，函數(shù)a中i的一直存在于內(nèi)存中，因此每次執(zhí)行c()，都會(huì)給i自加1。

通過(guò)保護(hù)變量的安全實(shí)現(xiàn)JS私有屬性和私有方法（不能被外部訪問(wèn)）

私有屬性和方法在Constructor外是無(wú)法被訪問(wèn)的

function Constructor(...) {  
  var that = this;  
  var membername = value; 
  function membername(...) {...}
}

以上3點(diǎn)是閉包最基本的應(yīng)用場(chǎng)景，很多經(jīng)典案例都源于此。

Javascript的垃圾回收機(jī)制

在Javascript中，如果一個(gè)對(duì)象不再被引用，那么這個(gè)對(duì)象就會(huì)被GC回收。如果兩個(gè)對(duì)象互相引用，而不再被第3者所引用，那么這兩個(gè)互相引用的對(duì)象也會(huì)被回收。因?yàn)楹瘮?shù)a被b引用，b又被a外的c引用，這就是為什么函數(shù)a執(zhí)行后不會(huì)被回收的原因。

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實(shí)例及應(yīng)用

例子1

為每個(gè)

結(jié)點(diǎn)綁定click事件彈出循環(huán)的索引值。起初寫(xiě)成

id.onclick = function(){
    alert(i);
}

發(fā)現(xiàn)最終彈出的都是4，而不是想要的 1、2、3，因?yàn)檠h(huán)完畢后i值變成了4。為了保存i的值，同樣我們用閉包實(shí)現(xiàn)：

例子2

用閉包實(shí)現(xiàn)程序的暫停執(zhí)行功能。

例子3

把例子2作用延伸下，我想到了用他來(lái)實(shí)現(xiàn)window.confirm。




    
    
    


    
        
        
            
                
                    你確定要?jiǎng)h除嗎?

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