淺談javascript深入理解js閉包
一、什么是閉包?
“官方”的解釋是:所謂“閉包”,指的是一個擁有許多變量和綁定了這些變量的環(huán)境的表達式(通常是一個函數(shù)),因而這些變量也是該表達式的一部分。
相信很少有人能直接看懂這句話,因為他描述的太學術。我想用如何在Javascript中創(chuàng)建一個閉包來告訴你什么是閉包,因為跳過閉包的創(chuàng)建過程直接理解閉包的定義是非常困難的。看下面這段代碼:
復制代碼 代碼如下:
function a(){
var i=0;
function b(){
alert(++i);
}
return b;
}
var c = a();
c();
這段代碼有兩個特點:
1、函數(shù)b嵌套在函數(shù)a內部;
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實際上是指向了函數(shù)b,再執(zhí)行c()后就會彈出一個窗口顯示i的值(第一次為1)。這段代碼其實就創(chuàng)建了一個閉包,為什么?因為函數(shù)a外的變量c引用了函數(shù)a內的函數(shù)b,就是說:
當函數(shù)a的內部函數(shù)b被函數(shù)a外的一個變量引用的時候,就創(chuàng)建了一個閉包。
我猜想你一定還是不理解閉包,因為你不知道閉包有什么作用,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的垃圾回收機制GC不會收回a所占用的資源,因為a的內部函數(shù)b的執(zhí)行需要依賴a中的變量。這是對閉包作用的非常直白的描述,不專業(yè)也不嚴謹,但大概意思就是這樣,理解閉包需要循序漸進的過程。
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。因為a執(zhí)行完后,b沒有被返回給a的外界,只是被a所引用,而此時a也只會被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就會被GC回收。(關于Javascript的垃圾回收機制將在后面詳細介紹)
三、閉包內的微觀世界
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的關系,我們需要引入另外幾個概念:函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)、活動對象(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函數(shù)a從定義到執(zhí)行的過程為例闡述這幾個概念。
1、當定義函數(shù)a的時候,js解釋器會將函數(shù)a的作用域鏈(scope chain)設置為定義a時a所在的“環(huán)境”,如果a是一個全局函數(shù),則scope chain中只有window對象。
2、當函數(shù)a執(zhí)行的時候,a會進入相應的.執(zhí)行環(huán)境(excution context)。
3、在創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的過程中,首先會為a添加一個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)境會創(chuàng)建一個活動對象(call object)。活動對象也是一個擁有屬性的對象,但它不具有原型而且不能通過JavaScript代碼直接訪問。創(chuàng)建完活動對象后,把活動對象添加到a的作用域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個對象:a的活動對象和window對象。
5、下一步是在活動對象上添加一個arguments屬性,它保存著調用函數(shù)a時所傳遞的參數(shù)。
6、最后把所有函數(shù)a的形參和內部的函數(shù)b的引用也添加到a的活動對象上。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的作用域鏈被設置為b所被定義的環(huán)境,即a的作用域。
到此,整個函數(shù)a從定義到執(zhí)行的步驟就完成了。此時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函數(shù)a的活動對象的引用,也就是說b可以訪問到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在返回后不會被GC回收。
當函數(shù)b執(zhí)行的時候亦會像以上步驟一樣。因此,執(zhí)行時b的作用域鏈包含了3個對象:b的活動對象、a的活動對象和window對象,如下圖所示:
如圖所示,當在函數(shù)b中訪問一個變量的時候,搜索順序是先搜索自身的活動對象,如果存在則返回,如果不存在將繼續(xù)搜索函數(shù)a的活動對象,依 次查找,直到找到為止。如果整個作用域鏈上都無法找到,則返回undefined。如果函數(shù)b存在prototype原型對象,則在查找完自身的活動對象 后先查找自身的原型對象,再繼續(xù)查找。這就是Javascript中的變量查找機制。
四、閉包的應用場景
1、保護函數(shù)內的變量安全。以最開始的例子為例,函數(shù)a中i只有函數(shù)b才能訪問,而無法通過其他途徑訪問到,因此保護了i的安全性。
2、在內存中維持一個變量。依然如前例,由于閉包,函數(shù)a中i的一直存在于內存中,因此每次執(zhí)行c(),都會給i自加1。
以上兩點是閉包最基本的應用場景,很多經(jīng)典案例都源于此。
五、Javascript的垃圾回收機制
在Javascript中,如果一個對象不再被引用,那么這個對象就會被GC回收。如果兩個對象互相引用,而不再被第3者所引用,那么這兩個互相引用的對象也會被回收。因為函數(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)行后不會被回收的原因。
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