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深入理解JavaScript闭包(closure)

时间:2014-05-26 20:41:02      阅读:309      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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  最近在网上查阅了不少javascript闭包(closure)相关的资料,写的大多是非常的学术和专业。对于初学者来说别说理解闭包了,就连文字叙述都很难看懂。撰写此文的目的就是用最通俗的文字揭开Javascript闭包的真实面目。

  一、什么是闭包?

  官方的解释是:所谓闭包,指的是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式(通常是一个函数),因而这些变量也是该表达式的一部分。

  相信很少有人能直接看懂这句话,因为他描述的太学术。我想用如何在Javascript中创建一个闭包来告诉你什么是闭包,因为跳过闭包的创建过程直接理解闭包的定义是非常困难的。看下面这段代码: 

bubuko.com,布布扣
function a(){
var i=0;
function b(){
  alert(
++i);
}
return b;
}

var c = a();
c();
bubuko.com,布布扣

  这段代码有两个特点:

  1、函数b嵌套在函数a内部;

  2、函数a返回函数b。

  引用关系如图:

  bubuko.com,布布扣

  这样在执行完var c=a()后,变量c实际上是指向了函数b,再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就创建了一个闭包,为什么?因为函数a外的变量c引用了函数a内的函数b,就是说:

  当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候,就创建了一个闭包。

  我猜想你一定还是不理解闭包,因为你不知道闭包有什么作用,下面让我们继续探索。

  二、闭包有什么作用?

  简而言之,闭包的作用就是在a执行完并返回后,闭包使得Javascript的垃圾回收机制GC不会收回a所占用的资源,因为a的内部函数b的执行需要依赖a中的变量。这是对闭包作用的非常直白的描述,不专业也不严谨,但大概意思就是这样,理解闭包需要循序渐进的过程。

  在上面的例子中,由于闭包的存在使得函数a返回后,a中的i始终存在,这样每次执行c(),i都是自加1后alert出i的值。

  那么我们来想象另一种情况,如果a返回的不是函数b,情况就完全不同了。因为a执行完后,b没有被返回给a的外界,只是被a所引用,而此时a也只会被b引用,因此函数a和b互相引用但又不被外界打扰(被外界引用),函数a和b就会被GC回收。(关于Javascript的垃圾回收机制将在后面详细介绍)

  三、闭包内的微观世界

  如果要更加深入的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系,我们需要引入另外几个概念:函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、作用域(scope)、作用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。

  1、当定义函数a的时候,js解释器会将函数a的作用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的环境,如果a是一个全局函数,则scope chain中只有window对象。

  2、当函数a执行的时候,a会进入相应的执行环境(excution context)。

  3、在创建执行环境的过程中,首先会为a添加一个scope属性,即a的作用域,其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域链。

  4、然后执行环境会创建一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象,但它不具有原型而且不能通过JavaScript代码直接访问。创建完活动对象后,把活动对象添加到a的作用域链的最顶端。此时a的作用域链包含了两个对象:a的活动对象和window对象。

  5、下一步是在活动对象上添加一个arguments属性,它保存着调用函数a时所传递的参数。

  6、最后把所有函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中,完成了函数b的的定义,因此如同第3步,函数b的作用域链被设置为b所被定义的环境,即a的作用域。

  到此,整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c,又函数b的作用域链包含了对函数a的活动对象的引用,也就是说b可以访问到a中定义的所有变量和函数。函数b被c引用,函数b又依赖函数a,因此函数a在返回后不会被GC回收。

  当函数b执行的时候亦会像以上步骤一样。因此,执行时b的作用域链包含了3个对象:b的活动对象、a的活动对象和window对象。如下图所示:

  bubuko.com,布布扣

  当在函数b中访问一个变量的时候,搜索顺序是先搜索自身的活动对象,如果存在则返回,如果不存在将继续搜索函数a的活动对象,依次查找,直到找到为止。如果整个作用域链上都无法找到,则返回undefined。如果函数b存在Prototype原型对象,则在查找  完自身的活动对象后先查找自身的原型对象,再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。如果整个作用域链上都无法找到,则返回undefined。

  小结,本段中提到了两个重要的词语:函数的定义与执行。文中提到函数的作用域是在定义函数时候就已经确定,而不是在执行的时候确定(参看步骤1和3)。用一段代码来说明这个问题:

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

  这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。

  假设函数h的作用域是在执行alert(h())确定的,那么此时h的作用域链是:h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
  假设函数h的作用域实在定义时确定的,就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经确定了作用域。那么在执行的时候,h的作用域链为:h的活动对象->f的活动对象->window对象。
  如果第一种假设成立,那输出值就是undefined;如果第二种假设成立,输出值则为1。

  运行结果证明了第2个假设是正确的,说明函数的作用域确实是在定义这个函数的时候就已经确定了。

  四、闭包的应用场景

  1、保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例,函数a中i只有函数b才能访问,而无法通过其他途径访问到,因此保护了i的安全性。

  2、在内存中维持一个变量。依然如前例,由于闭包,函数a中i的一直存在于内存中,因此每次执行c(),都会给i自加1。以上两点是闭包最基本的应用场景,很多经典案例都源于此。

  3、通过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法(不能被外部访问)

  私有属性和方法在Constructor外是无法被访问的

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

  以上3点是闭包最基本的应用场景,很多经典案例都源于此。

  五、Javascript的垃圾回收机制

  在Javascript中,如果一个对象不再被引用,那么这个对象就会被GC回收。如果两个对象互相引用,而不再被第3者所引用,那么这两个互相引用的对象也会被回收。因为函数a被b引用,b又被a外的c引用,这就是为什么函数a执行后不会被回收的原因。

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深入理解JavaScript闭包(closure)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/wayne173/p/3746225.html

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