关于Javascript闭包的理解
一、什么是閉包？
“官方”的解釋是：所謂“閉包”，指的是一個(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，因?yàn)樗枋龅奶珜W(xué)術(shù)。我想用如何在Javascript中創(chuàng)建一個(gè)閉包來(lái)告訴你什么是閉包，因?yàn)樘^(guò)閉包的創(chuàng)建過(guò)程直接理解閉包的定義是非常困難的。看下面這段代碼：
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。
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。
我猜想你一定還是不理解閉包，因?yàn)槟悴恢篱]包有什么作用，下面讓我們繼續(xù)探索。
二、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a中的變量。這是對(duì)閉包作用的非常直白的描述，不專業(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。(關(guān)于Javascript的垃圾回收機(jī)制將在后面詳細(xì)介紹)
三、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。
1、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。
2、當(dāng)函數(shù)a執(zhí)行的時(shí)候，a會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)。
3、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。
4、然后執(zhí)行環(huán)境會(huì)創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)對(duì)象(call object)。活動(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。
5、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)。
6、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。如果整個(gè)作用域鏈上都無(wú)法找到，則返回undefined。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。
四、閉包的應(yīng)用場(chǎng)景
1、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。
2、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。
以上兩點(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。
五、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。
先看看閉包的科學(xué)的定義：閉包是可以包含自由（未綁定）變量的代碼塊；這些變量不是在這個(gè)代碼塊或者任何全局上下文中定義的，而是在定義代碼塊的環(huán)境中定義。“閉包” 一詞來(lái)源于以下兩者的結(jié)合：要執(zhí)行的代碼塊（由于自由變量的存在，相關(guān)變量引用沒(méi)有釋放）和為自由變量提供綁定的計(jì)算環(huán)境（作用域）。
聽(tīng)上去有點(diǎn)暈，我說(shuō)說(shuō)我的理解。閉包是一個(gè)受到了保護(hù)的變量空間，由內(nèi)嵌函數(shù)生成。用到閉包通常是為了解決變量的作用域問(wèn)題。我舉兩個(gè)使用閉包的例子，也許看例子比什么都明白。
例子1：循環(huán)對(duì)多個(gè)按鈕綁定click事件。
不用閉包的情況：
猛點(diǎn)這里測(cè)試結(jié)果,你發(fā)現(xiàn)不管點(diǎn)哪個(gè)按鈕，都會(huì)彈出7。原因是當(dāng)你點(diǎn)擊buttun時(shí)，循環(huán)已經(jīng)執(zhí)行完畢，這時(shí)候i就等于7.
再看看使用閉包的情況
猛點(diǎn)這里測(cè)試結(jié)果,你發(fā)現(xiàn)會(huì)像你想象的那樣，button按鈕一次會(huì)彈出0、1、2、3、4、5、6。這就是典型的利用閉包來(lái)影響變量的作用域的示例。當(dāng)然，閉包能做很多不同的事情，但究其原理，還是通過(guò)影響變量的作用域來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
閉包（closure）是Javascript語(yǔ)言的一個(gè)難點(diǎn)，也是它的特色，很多高級(jí)應(yīng)用都要依靠閉包實(shí)現(xiàn)。
下面就是我的學(xué)習(xí)筆記，對(duì)于Javascript初學(xué)者應(yīng)該是很有用的。
一、變量的作用域
要理解閉包，首先必須理解Javascript特殊的變量作用域。
變量的作用域無(wú)非就是兩種：全局變量和局部變量。
Javascript語(yǔ)言的特殊之處，就在于函數(shù)內(nèi)部可以直接讀取全局變量。
var n=999;function f1(){
alert(n);
}
f1(); //999
另一方面，在函數(shù)外部自然無(wú)法讀取函數(shù)內(nèi)的局部變量。
function f1(){var n=999;
}
alert(n); //error
這里有一個(gè)地方需要注意，函數(shù)內(nèi)部聲明變量的時(shí)候，一定要使用var命令。如果不用的話，你實(shí)際上聲明了一個(gè)全局變量！
function f1(){n=999;
}
f1();
alert(n); //999
二、如何從外部讀取局部變量？
出于種種原因，我們有時(shí)候需要得到函數(shù)內(nèi)的局部變量。但是，前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了，正常情況下，這是辦不到的，只有通過(guò)變通方法才能實(shí)現(xiàn)。
那就是在函數(shù)的內(nèi)部，再定義一個(gè)函數(shù)。
function f1(){n=999;
function f2(){
alert(n); //999
}
}
在上面的代碼中，函數(shù)f2就被包括在函數(shù)f1內(nèi)部，這時(shí)f1內(nèi)部的所有局部變量，對(duì)f2都是可見(jiàn)的。但是反過(guò)來(lái)就不行，f2內(nèi)部的局部變量，對(duì)f1 就是不可見(jiàn)的。這就是Javascript語(yǔ)言特有的“鏈?zhǔn)阶饔糜颉苯Y(jié)構(gòu)（chain scope），子對(duì)象會(huì)一級(jí)一級(jí)地向上尋找所有父對(duì)象的變量。所以，父對(duì)象的所有變量，對(duì)子對(duì)象都是可見(jiàn)的，反之則不成立。
既然f2可以讀取f1中的局部變量，那么只要把f2作為返回值，我們不就可以在f1外部讀取它的內(nèi)部變量了嗎！
function f1(){n=999;
function f2(){
alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999
三、閉包的概念
上一節(jié)代碼中的f2函數(shù)，就是閉包。
各種專業(yè)文獻(xiàn)上的“閉包”（closure）定義非常抽象，很難看懂。我的理解是，閉包就是能夠讀取其他函數(shù)內(nèi)部變量的函數(shù)。
由于在Javascript語(yǔ)言中，只有函數(shù)內(nèi)部的子函數(shù)才能讀取局部變量，因此可以把閉包簡(jiǎn)單理解成“定義在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)”。
所以，在本質(zhì)上，閉包就是將函數(shù)內(nèi)部和函數(shù)外部連接起來(lái)的一座橋梁。
四、閉包的用途
閉包可以用在許多地方。它的最大用處有兩個(gè)，一個(gè)是前面提到的可以讀取函數(shù)內(nèi)部的變量，另一個(gè)就是讓這些變量的值始終保持在內(nèi)存中。
怎么來(lái)理解這句話呢？請(qǐng)看下面的代碼。
function f1(){var n=999;
nAdd=function(){n+=1}
function f2(){
alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); //999
nAdd();
result(); //1000
在這段代碼中，result實(shí)際上就是閉包f2函數(shù)。它一共運(yùn)行了兩次，第一次的值是999，第二次的值是1000。這證明了，函數(shù)f1中的局部變量n一直保存在內(nèi)存中，并沒(méi)有在f1調(diào)用后被自動(dòng)清除。
為什么會(huì)這樣呢？原因就在于f1是f2的父函數(shù)，而f2被賦給了一個(gè)全局變量，這導(dǎo)致f2始終在內(nèi)存中，而f2的存在依賴于f1，因此f1也始終在內(nèi)存中，不會(huì)在調(diào)用結(jié)束后，被垃圾回收機(jī)制（garbage collection）回收。
這段代碼中另一個(gè)值得注意的地方，就是“nAdd=function(){n+=1}”這一行，首先在nAdd前面沒(méi)有使用var關(guān)鍵字，因此 nAdd是一個(gè)全局變量，而不是局部變量。其次，nAdd的值是一個(gè)匿名函數(shù)（anonymous function），而這個(gè)匿名函數(shù)本身也是一個(gè)閉包，所以nAdd相當(dāng)于是一個(gè)setter，可以在函數(shù)外部對(duì)函數(shù)內(nèi)部的局部變量進(jìn)行操作。
五、使用閉包的注意點(diǎn)
1）由于閉包會(huì)使得函數(shù)中的變量都被保存在內(nèi)存中，內(nèi)存消耗很大，所以不能濫用閉包，否則會(huì)造成網(wǎng)頁(yè)的性能問(wèn)題，在IE中可能導(dǎo)致內(nèi)存泄露。解決方法是，在退出函數(shù)之前，將不使用的局部變量全部刪除。
2）閉包會(huì)在父函數(shù)外部，改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值。所以，如果你把父函數(shù)當(dāng)作對(duì)象（object）使用，把閉包當(dāng)作它的公用方法（Public Method），把內(nèi)部變量當(dāng)作它的私有屬性（private value），這時(shí)一定要小心，不要隨便改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值。
六、思考題
如果你能理解下面代碼的運(yùn)行結(jié)果，應(yīng)該就算理解閉包的運(yùn)行機(jī)制了。
var name = “The Window”;var object = {
name : "My Object",
getNameFunc : function(){
return function(){
return this.name;
};
}
};
alert(object.getNameFunc()());
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的关于Javascript闭包的理解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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