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javascript之闭包深入理解（一）
曾經(jīng)在開(kāi)始學(xué)習(xí)javascript的時(shí)候，很是不理解閉包的概念。今天想對(duì)它詳細(xì)的剖析。
在說(shuō)清楚閉包之前，必須先清楚作用域鏈。
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我們知道，執(zhí)行環(huán)境是js中最為重要的一個(gè)概念。執(zhí)行環(huán)境定義了變量或函數(shù)有權(quán)訪問(wèn)的的其它數(shù)據(jù)，決定了它們各自的行為。每個(gè)執(zhí)行環(huán)境都有一個(gè)與之關(guān)聯(lián)的變量對(duì)象，執(zhí)行環(huán)境定義的所有變量和函數(shù)都保存在這個(gè)對(duì)象中，雖然我們編寫(xiě)的代碼無(wú)法訪問(wèn)這個(gè)對(duì)象，但是解釋器在處理數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)在后臺(tái)使用它。
全局執(zhí)行環(huán)境是最外圍的一個(gè)執(zhí)行環(huán)境。所在的宿主環(huán)境不同，表示執(zhí)行環(huán)境的對(duì)象也不一樣。在Web瀏覽器中，全局執(zhí)行環(huán)境被認(rèn)為是window對(duì)象，因此所有的全局變量和函數(shù)都是作為window對(duì)象的屬性和方法創(chuàng)建的。某個(gè)執(zhí)行環(huán)境中的所有代碼被執(zhí)行完畢后，該環(huán)境就會(huì)被銷毀，保存在其中的所有變量和函數(shù)定義也會(huì)被銷毀。全局執(zhí)行環(huán)境直到應(yīng)用程序退出，web瀏覽器的全局執(zhí)行環(huán)境被銷毀的時(shí)機(jī)是瀏覽器的關(guān)閉時(shí)刻。
每一個(gè)函數(shù)都有自己的執(zhí)行環(huán)境。當(dāng)執(zhí)行流進(jìn)入到一個(gè)函數(shù)時(shí)，函數(shù)的環(huán)境就會(huì)被推入一個(gè)環(huán)境棧中。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢后，棧將其環(huán)境彈出，把控制權(quán)返回給前一個(gè)執(zhí)行環(huán)境。ECMAScript程序中的執(zhí)行流正式由這個(gè)方便的機(jī)制控制著。
當(dāng)代碼在一個(gè)環(huán)境中執(zhí)行時(shí)，會(huì)創(chuàng)建變量對(duì)象的一個(gè)作用域鏈。作用域鏈的用途是保證對(duì)執(zhí)行環(huán)境有權(quán)訪問(wèn)的所有變量和函數(shù)的有序訪問(wèn)。作用域鏈的前端，始終都是當(dāng)前執(zhí)行的代碼所在環(huán)境的變量對(duì)象。如果這個(gè)環(huán)境是函數(shù)，則將其活動(dòng)對(duì)象作為變量對(duì)象。活動(dòng)對(duì)象在最開(kāi)始的時(shí)候只包含一個(gè)變量，即arguments對(duì)象。作用域鏈中的下一個(gè)變量對(duì)象來(lái)自包含外部環(huán)境，而下一個(gè)變量對(duì)象則來(lái)自下一個(gè)包含環(huán)境。這樣，一直延續(xù)到全局執(zhí)行環(huán)境。請(qǐng)看如下代碼，
// window var x=1; function fn1(args1){// do sth1var y=1;function fn2(args2){// do sth2for(var i=1;i<10;i++){// do sth3 }} }那么它的作用域鏈參照下圖：
?標(biāo)識(shí)符的解析是沿著作用域鏈一級(jí)一級(jí)的向上搜索標(biāo)識(shí)符的過(guò)程，搜索過(guò)程始終是從作用域鏈的前端開(kāi)始，然后逐級(jí)的向后回溯，直到找到標(biāo)識(shí)符為止，如果找不到標(biāo)識(shí)符，通常會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤 ，也就是我們經(jīng)常看到的undefined之類的錯(cuò)誤。任何環(huán)境都不可以向下搜索作用域鏈而進(jìn)入下一級(jí)的搜索環(huán)境。既然作用域鏈只可以向上進(jìn)行搜索，那么有沒(méi)有辦法來(lái)延長(zhǎng)作用域鏈呢？
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2.延長(zhǎng)作用域鏈
?有些語(yǔ)句可以在作用域的前端臨時(shí)增加一個(gè)變量對(duì)象，該變量會(huì)在代碼被執(zhí)行后移除。在兩種情況下會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。
- with語(yǔ)句
- try{}catch{}語(yǔ)句
這兩個(gè)語(yǔ)句都會(huì)在作用域鏈的前端添加一個(gè)變量對(duì)象。對(duì)with 語(yǔ)句來(lái)說(shuō)，會(huì)將指定的對(duì)象添加到作用域鏈中。對(duì)catch 語(yǔ)句來(lái)說(shuō)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的變量對(duì)象，其中包含的是被拋出的錯(cuò)誤對(duì)象的聲明。
3.垃圾回收機(jī)制
Javascript具有自動(dòng)垃圾回收機(jī)制，也就是說(shuō)，執(zhí)行環(huán)境會(huì)負(fù)責(zé)管理代碼執(zhí)行過(guò)程中使用的內(nèi)存。在編寫(xiě)javascript時(shí)，開(kāi)發(fā)人員不用再關(guān)心內(nèi)存使用問(wèn)題，所需內(nèi)存的分配以及無(wú)用內(nèi)存的回收完全是自動(dòng)管理的。這種垃圾回收機(jī)制其實(shí)很簡(jiǎn)單：找出那些不再繼續(xù)使用的變量，然后釋放其占用的內(nèi)存。為此，垃圾回收器會(huì)按照固定的時(shí)間周期或在代碼執(zhí)行中預(yù)訂的時(shí)間來(lái)執(zhí)行垃圾回收。
局部變量只在函數(shù)的執(zhí)行過(guò)程中存在，而在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)為局部變量在棧或堆上內(nèi)存上分配相應(yīng)的空間，以便存儲(chǔ)它們的值。在函數(shù)中會(huì)使用這些值，但是在函數(shù)執(zhí)行完畢后，這些值就沒(méi)有必要存在了，因此可以釋放它們的內(nèi)存。在這種情況下，很容易判斷變量是否還有存在的必要，但是并非所有情況都這么容易得出結(jié)論。垃圾回收器會(huì)跟蹤哪個(gè)變量有用，哪個(gè)變量沒(méi)有用，對(duì)于不再用的變量打上標(biāo)記，以備將來(lái)回收并占用其內(nèi)存。用于標(biāo)識(shí)無(wú)用變量的策略可能會(huì)因?yàn)閷?shí)現(xiàn)而有所異，其中就有閉包這種特殊情況。
標(biāo)記清除
javascript最常用的標(biāo)記清除機(jī)制。當(dāng)變量進(jìn)入環(huán)境中，就將這個(gè)變量進(jìn)行標(biāo)記為“進(jìn)入環(huán)境”。從邏輯上講，永遠(yuǎn)不能釋放進(jìn)入環(huán)境中的變量所占用的內(nèi)存。當(dāng)變量離開(kāi)環(huán)境時(shí)，就將其標(biāo)記為“離開(kāi)環(huán)境”。
可以使用任何方式來(lái)對(duì)變量進(jìn)行標(biāo)記，例如可以通過(guò)翻轉(zhuǎn)某個(gè)特殊的位來(lái)記錄變量是否進(jìn)入了環(huán)境，或者變量列表來(lái)進(jìn)行標(biāo)記。
垃圾收集器在運(yùn)行的時(shí)候會(huì)給存儲(chǔ)在內(nèi)存中的所有變量都加上標(biāo)記。到2008 年為止，IE、Firefox、Opera、Chrome 和Safari 的JavaScript 實(shí)現(xiàn)使用的都是標(biāo)記清除式的
垃圾收集策略（或類似的策略），只不過(guò)垃圾收集的時(shí)間間隔互有不同。
引用計(jì)數(shù)
另一種不太常見(jiàn)的垃圾收集策略叫做引用計(jì)數(shù)（reference counting）。引用計(jì)數(shù)的含義是跟蹤記錄每個(gè)值被引用的次數(shù)，當(dāng)聲明了一個(gè)變量并將一個(gè)引用類型值賦給該變量時(shí)，則這個(gè)值的引用次數(shù)就是1，如果同一個(gè)值又被賦給另一個(gè)變量，則該值的引用次數(shù)加1。相反，如果包含對(duì)這個(gè)值引用的變量又取得了另外一個(gè)值，則這個(gè)值的引用次數(shù)減1。當(dāng)這個(gè)值的引用次數(shù)變成0 時(shí)，則說(shuō)明沒(méi)有辦法再訪問(wèn)這個(gè)值了，因而就可以將其占用的內(nèi)存空間回收回來(lái)。這樣，當(dāng)垃圾收集器下次再運(yùn)行時(shí)，它就會(huì)釋放那些引用次數(shù)為零的值所占用的內(nèi)存。
Netscape Navigator 3.0 是最早使用引用計(jì)數(shù)策略的瀏覽器，但很快它就遇到了一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：循環(huán)引用。循環(huán)引用指的是對(duì)象A 中包含一個(gè)指向?qū)ο驜 的指針，而對(duì)象B 中也包含一個(gè)指向?qū)ο驛 的引用。
function problem(){var objectA = new Object();var objectB = new Object();objectA.someOtherObject = objectB;objectB.anotherObject = objectA; }
IE 中有一部分對(duì)象并不是原生JavaScript 對(duì)象。例如，其BOM 和DOM 中的對(duì)象就是使用C++以COM（Component Object Model，組件對(duì)象模型）對(duì)象的形式實(shí)現(xiàn)的，而COM 對(duì)象的垃圾收集機(jī)制采用的就是引用計(jì)數(shù)策略。因此，即使IE 的JavaScript 引擎是使用標(biāo)記清除策略來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但JavaScript 訪問(wèn)的COM 對(duì)象依然是基于引用計(jì)數(shù)策略的。換句話說(shuō)，只要在IE 中涉及COM 對(duì)象，就會(huì)存在循環(huán)引用的問(wèn)題。下面這個(gè)簡(jiǎn)單的例子，展示了使用COM 對(duì)象導(dǎo)致的循環(huán)引用問(wèn)題：
var element = document.getElementById("some_element"); var myObject = new Object(); myObject.element = element; element.someObject = myObject;這個(gè)例子在一個(gè)DOM 元素（element）與一個(gè)原生JavaScript 對(duì)象（myObject）之間創(chuàng)建了循環(huán)引用。其中，變量myObject 有一個(gè)名為element 的屬性指向element 對(duì)象；而變量element 也有一個(gè)屬性名叫someObject 回指myObject。由于存在這個(gè)循環(huán)引用，即使將例子中的DOM 從頁(yè)面中移除，它也永遠(yuǎn)不會(huì)被回收。
為了避免類似這樣的循環(huán)引用問(wèn)題，最好是在不使用它們的時(shí)候手工斷開(kāi)原生JavaScript 對(duì)象與DOM 元素之間的連接。
例如，可以使用下面的代碼消除前面例子創(chuàng)建的循環(huán)引用：
myObject.element = null;
element.someObject = null;
將變量設(shè)置為null 意味著切斷變量與它此前引用的值之間的連接。當(dāng)垃圾收集器下次運(yùn)行時(shí)，就會(huì)刪除這些值并回收它們占用的內(nèi)存。為了解決上述問(wèn)題，IE9 把BOM 和DOM 對(duì)象都轉(zhuǎn)換成了真正的JavaScript 對(duì)象。這樣，就避免了兩種垃圾收集算法并存導(dǎo)致的問(wèn)題，也消除了常見(jiàn)的內(nèi)存泄漏現(xiàn)象。
3.性能問(wèn)題
? 垃圾收集器是周期性運(yùn)行的，而且如果為變量分配的內(nèi)存數(shù)量很可觀，那么回收工作量也是相當(dāng)大的。在這種情況下，確定垃圾收集的時(shí)間間隔是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。說(shuō)到垃圾收集器多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一次，不禁讓人聯(lián)想到IE 因此而聲名狼藉的性能問(wèn)題。IE 的垃圾收集器是根據(jù)內(nèi)存分配量運(yùn)行的，具體一點(diǎn)說(shuō)就是256 個(gè)變量、4096 個(gè)對(duì)象（或數(shù)組）字面量和數(shù)組元素（slot）或者64KB 的字符串。達(dá)到上述任何一個(gè)臨界值，垃圾收集器就會(huì)運(yùn)行。這種實(shí)現(xiàn)方式的問(wèn)題在于，如果一個(gè)腳本中包含那么多變量，那么該腳本很可能會(huì)在其生命周期中一直保有那么多的變量。而這樣一來(lái)，垃圾收集器就不得不頻繁地運(yùn)行。結(jié)果，由此引發(fā)的嚴(yán)重性能問(wèn)題促使IE7 重寫(xiě)了其垃圾收集例程。
隨著IE7 的發(fā)布，其JavaScript 引擎的垃圾收集例程改變了工作方式：觸發(fā)垃圾收集的變量分配、字面量和（或）數(shù)組元素的臨界值被調(diào)整為動(dòng)態(tài)修正。IE7 中的各項(xiàng)臨界值在初始時(shí)與IE6 相等。如果垃圾收集例程回收的內(nèi)存分配量低于15%，則變量、字面量和（或）數(shù)組元素的臨界值就會(huì)加倍。如果例程回收了85%的內(nèi)存分配量，則將各種臨界值重置回默認(rèn)值。這一看似簡(jiǎn)單的調(diào)整，極大地提升了IE在運(yùn)行包含大量JavaScript 的頁(yè)面時(shí)的性能。
事實(shí)上，在有的瀏覽器中可以觸發(fā)垃圾收集過(guò)程，但不建議這樣做。在IE 中，調(diào)用window.CollectGarbage()方法會(huì)立即執(zhí)行垃圾收集。在Opera 7 及更高版本中，調(diào)用window.opera.collect()也會(huì)啟動(dòng)垃圾收集例程。
4.內(nèi)存管理
使用具備垃圾收集機(jī)制的語(yǔ)言編寫(xiě)程序，開(kāi)發(fā)人員一般不必操心內(nèi)存管理的問(wèn)題。但是，JavaScript在進(jìn)行內(nèi)存管理及垃圾收集時(shí)面臨的問(wèn)題還是有點(diǎn)與眾不同。其中最主要的一個(gè)問(wèn)題，就是分配給Web瀏覽器的可用內(nèi)存數(shù)量通常要比分配給桌面應(yīng)用程序的少。這樣做的目的主要是出于安全方面的考慮，目的是防止運(yùn)行JavaScript 的網(wǎng)頁(yè)耗盡全部系統(tǒng)內(nèi)存而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。內(nèi)存限制問(wèn)題不僅會(huì)影響給變量分配內(nèi)存，同時(shí)還會(huì)影響調(diào)用棧以及在一個(gè)線程中能夠同時(shí)執(zhí)行的語(yǔ)句數(shù)量。因此，確保占用最少的內(nèi)存可以讓頁(yè)面獲得更好的性能。而優(yōu)化內(nèi)存占用的最佳方式，就是為執(zhí)行中的代碼只保存必要的數(shù)據(jù)。一旦數(shù)據(jù)不再有用，最好通過(guò)將其值設(shè)置為null 來(lái)釋放其引用——這個(gè)做法叫做解除引用（dereferencing）。這一做法適用于大多數(shù)全局變量和全局對(duì)象的屬性。局部變量會(huì)在它們離開(kāi)執(zhí)行環(huán)境時(shí)自動(dòng)被解除引用，如下面這個(gè)例子所示：
function createPerson(name){var localPerson = new Object();localPerson.name = name;return localPerson; } var globalPerson = createPerson("Nicholas"); // 手工解除globalPerson 的引用 globalPerson = null;在這個(gè)例子中，變量globalPerson 取得了createPerson()函數(shù)返回的值。在createPerson()函數(shù)內(nèi)部，我們創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象并將其賦給局部變量localPerson，然后又為該對(duì)象添加了一個(gè)名為name 的屬性。最后，當(dāng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)，localPerson 以函數(shù)值的形式返回并賦給全局變量globalPerson。由于localPerson 在createPerson()函數(shù)執(zhí)行完畢后就離開(kāi)了其執(zhí)行環(huán)境，因此無(wú)需我們顯式地去為它解除引用。但是對(duì)于全局變量globalPerson 而言，則需要我們?cè)诓皇褂盟臅r(shí)候手工為它解除引用，這也正是上面例子中最后一行代碼的目的。不過(guò)，解除一個(gè)值的引用并不意味著自動(dòng)回收該值所占用的內(nèi)存。解除引用的真正作用是讓值脫離執(zhí)行環(huán)境，以便垃圾收集器下次運(yùn)行時(shí)將其回收。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的javascript之闭包深入理解（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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