摘要： 理解JS閉包。
Fundebug經授權轉載，版權歸原作者所有。
正如標題所述，JavaScript閉包對我來說一直有點神祕,看過很多閉包的文章，在工作使用過閉包，有時甚至在專案中使用閉包，但我確實是這是在使用閉包的知識。
最近看國外的一些文章，終於，有人用於一種讓我明白方式對閉包進行了解釋，我將在本文中嘗試使用這種方法來解釋閉包。
準備
在理解閉包之前，有個重要的概念需要先了解一下，就是 js 執行上下文。
這篇文章是執行上下文 很不錯的入門教程，文章中提到：
當程式碼在JavaScript中執行時，執行程式碼的環境非常重要，並將概括為以下幾點：
全域性程式碼——第一次執行程式碼的預設環境。
函式程式碼——當執行流進入函式體時。
(…) —— 我們當作 執行上下文 是當前程式碼執行的一個環境與範圍。
換句話說，當我們啟動程式時，我們從全域性執行上下文中開始。一些變數是在全域性執行上下文中宣告的。我們稱之為全域性變數。當程式呼叫一個函式時，會發生什麼?
以下幾個步驟：
- JavaScript建立一個新的執行上下文，我們叫作本地執行上下文。
- 這個本地執行上下文將有它自己的一組變數，這些變數將是這個執行上下文的本地變數。
- 新的執行上下文被推到到執行堆疊中。可以將執行堆疊看作是一種儲存程式在其執行中的位置的容器。
函式什麼時候結束?當它遇到一個return語句或一個結束括號}。
當一個函式結束時，會發生以下情況:
- 這個本地執行上下文從執行堆疊中彈出。
- 函式將返回值返回撥用上下文。呼叫上下文是呼叫這個本地的執行上下文，它可以是全域性執行上下文，也可以是另外一個本地的執行上下文。這取決於呼叫執行上下文來處理此時的返回值，返回的值可以是一個物件、一個陣列、一個函式、一個布林值等等，如果函式沒有return語句，則返回undefined。
- 這個本地執行上下文被銷燬，銷燬是很重要，這個本地執行上下文中宣告的所有變數都將被刪除，不在有變數，這個就是為什麼 稱為本地執行上下文中自有的變數。
基礎的例子
在討論閉包之前，讓我們看一下下面的程式碼：
1: let a = 3
2: function addTwo(x) {
3: let ret = x + 2
4: return ret
5: }
6: let b = addTwo(a)
7: console.log(b)
複製程式碼為了理解JavaScript引擎是如何工作的，讓我們詳細分析一下：
- 在第1行，我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個新變數a，並將賦值為3。
- 接下來就變得棘手了，第2行到第5行實際上是在一起的。這裡發生了什麼? 我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個名為
addTwo的新變數,我們給它分配了什麼?一個函式定義。兩個括號{}之間的任何內容都被分配給addTwo，函式內部的程式碼沒有被求值，沒有被執行，只是儲存在一個變數中以備將來使用。 - 現在我們在第6行。它看起來很簡單，但是這裡有很多東西需要拆開分析。首先，我們在全域性執行上下文中宣告一個新變數，並將其標記為
b，變數一經宣告，其值即為undefined。 - 接下來，仍然在第6行，我們看到一個賦值操作符。我們準備給變數
b賦一個新值，接下來我們看到一個函式被呼叫。當您看到一個變數後面跟著一個圓括號(…)時，這就是呼叫函式的訊號，接著，每個函式都返回一些東西(值、物件或 undefined)，無論從函式返回什麼，都將賦值給變數b。 - 但是首先我們需要呼叫標記為
addTwo的函式。JavaScript將在其全域性執行上下文記憶體中查詢名為addTwo的變數。噢，它找到了一個，它是在步驟2(或第2 - 5行)中定義的。變數add2包含一個函式定義。注意，變數a作為引數傳遞給函式。JavaScript在全域性執行上下文記憶體中搜尋變數a，找到它，發現它的值是3，並將數字3作為引數傳遞給函式，準備好執行函式。 - 現在執行上下文將切換,建立了一個新的本地執行上下文，我們將其命名為“addTwo執行上下文”，執行上下文被推送到呼叫堆疊上。在addTwo執行上下文中，我們要做的第一件事是什麼?
- 你可能會說，“在addTwo執行上下文中宣告瞭一個新的變數ret”，這是不對的。正確的答案是，我們需要先看函式的引數。在addTwo執行上下文中宣告一個新的變數`x``，因為值3是作為引數傳遞的，所以變數x被賦值為3。
- 下一步是:在addTwo執行上下文中宣告一個新的變數
ret。它的值被設定為 undefined(第三行)。 - 仍然是第3行，需要執行一個相加操作。首先我們需要
x的值，JavaScript會尋找一個變數x，它會首先在addTwo執行上下文中尋找，找到了一個值為3。第二個運算元是數字2。兩個相加結果為5就被分配給變數ret。 - 第4行，我們返回變數
ret的內容，在addTwo執行上下文中查詢，找到值為5，返回，函式結束。 - 第4 - 5行，函式結束。addTwo執行上下文被銷燬，變數
x和ret被消去了，它們已經不存在了。addTwo執行上下文從呼叫堆疊中彈出，返回值返回給呼叫上下文，在這種情況下，呼叫上下文是全域性執行上下文，因為函式addTwo是從全域性執行上下文呼叫的。 - 現在我們繼續第4步的內容，返回值5被分配給變數
b，程式仍然在第6行。 - 在第7行，
b的值 5 被列印到控制檯了。
對於一個非常簡單的程式，這是一個非常冗長的解釋，我們甚至還沒有涉及閉包。但肯定會涉及的，不過首先我們得繞一兩個彎。
詞法作用域（Lexical scope）
我們需要理解詞法作用域的一些知識。請看下面的例子：
1: let val1 = 2
2: function multiplyThis(n) {
3: let ret = n * val1
4: return ret
5: }
6: let multiplied = multiplyThis(6)
7: console.log('example of scope:', multiplied)
複製程式碼這裡想說明，我們在函式執行上下文中有變數，在全域性執行上下文中有變數。JavaScript的一個複雜之處在於它如何查詢變數，如果在函式執行上下文中找不到變數，它將在呼叫上下文中尋找它，如果在它的呼叫上下文中沒有找到，就一直往上一級，直到它在全域性執行上下文中查詢為止。(如果最後找不到，它就是 undefined)。
下面列出向個步驟來解釋一下（如果你已經熟悉了，請跳過）：
- 在全域性執行上下文中宣告一個新的變數
val1，並將其賦值為2。 - 行2 - 5，宣告一個新的變數
multiplyThis，並給它分配一個函式定義。 - 第六行，宣告一個在全域性執行上下文
multiplied新變數。 - 從全域性執行上下文記憶體中查詢變數
multiplyThis，並將其作為函式執行，傳遞數字 6 作為引數。 - 新函式呼叫(建立新執行上下文），建立一個新的
multiplyThis函式執行上下文。 - 在
multiplyThis執行上下文中，宣告一個變數n並將其賦值為6 - 第 3 行。在
multiplyThis執行上下文中，宣告一個變數ret。 - 繼續第 3 行。對兩個運算元 n 和 val1 進行乘法運算.在
multiplyThis執行上下文中查詢變數n。我們在步驟6中宣告瞭它,它的內容是數字6。在multiplyThis執行上下文中查詢變數val1。multiplyThis執行上下文沒有一個標記為 val1 的變數。我們向呼叫上下文查詢，呼叫上下文是全域性執行上下文，在全域性執行上下文中尋找val1。哦，是的、在那兒，它在步驟1中定義，數值是2。 - 繼續第 3 行。將兩個運算元相乘並將其賦值給
ret變數，6 * 2 = 12，ret現在值為 12。 - 返回
ret變數，銷燬multiplyThis執行上下文及其變數ret和n。變數val1沒有被銷燬，因為它是全域性執行上下文的一部分。 - 回到第6行。在呼叫上下文中，數字 12 賦值給
multiplied的變數。 - 最後在第7行，我們在控制檯中列印
multiplied變數的值
在這個例子中，我們需要記住一個函式可以訪問在它的呼叫上下文中定義的變數，這個就是詞法作用域（Lexical scope）。
返回函式的函式
在第一個例子中，函式addTwo返回一個數字。請記住，函式可以返回任何東西。讓我們看一個返回函式的函式示例，因為這對於理解閉包非常重要。看粟子：
1: let val = 7
2: function createAdder() {
3: function addNumbers(a, b) {
4: let ret = a + b
5: return ret
6: }
7: return addNumbers
8: }
9: let adder = createAdder()
10: let sum = adder(val, 8)
11: console.log('example of function returning a function: ', sum)
複製程式碼讓我們回到分步分解：
- 第一行。我們在全域性執行上下文中宣告一個變數
val並賦值為 7。 - 行2 - 8。我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個名為
createAdder的變數，併為其分配了一個函式定義。第3至7行描述了上述函式定義，和以前一樣，在這一點上，我們沒有直接討論這個函式。我們只是將函式定義儲存到那個變數(createAdder)中。 - 第9行。我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個名為
adder的新變數，暫時，值為 undefined。 - 第9行。我們看到括號()，我們需要執行或呼叫一個函式，查詢全域性執行上下文的記憶體並查詢名為
createAdder的變數，它是在步驟2中建立的。好吧，我們呼叫它。 - 呼叫函式時，執行到第2行。建立一個新的
createAdder執行上下文。我們可以在createAdder的執行上下文中建立自有變數。js 引擎將createAdder的上下文新增到呼叫堆疊。這個函式沒有引數，讓我們直接跳到它的主體部分. - 第 3 - 6 行。我們有一個新的函式宣告，我們在
createAdder執行上下文中建立一個變數addNumbers。這很重要，addnumber只存在於createAdder執行上下文中。我們將函式定義儲存在名為 `addNumbers`` 的自有變數中。 - 在第7行，我們返回變數
addNumbers的內容。js引擎查詢一個名為addNumbers的變數並找到它，這是一個函式定義。好的，函式可以返回任何東西，包括函式定義。我們返addNumbers的定義。第4行和第5行括號之間的內容構成該函式定義。 - 返回時，
createAdder執行上下文將被銷燬。addNumbers變數不再存在。但addNumbers函式定義仍然存在，因為它返回並賦值給了adder 變數。 - 第10行。我們在全域性執行上下文中定義了一個新的變數
sum，先負值為 undefined; - 接下來我們需要執行一個函式。哪個函式?是名為
adder變數中定義的函式。我們在全域性執行上下文中查詢它，果然找到了它，這個函式有兩個引數。 - 讓我們查詢這兩個引數，第一個是我們在步驟1中定義的變數
val，它表示數字7，第二個是數字8。 - 現在我們要執行這個函式，函式定義概述在第3-5行，因為這個函式是匿名，為了方便理解，我們暫且叫它
adder吧。這時建立一個adder函式執行上下文，在adder執行上下文中建立了兩個新變數a和b。它們分別被賦值為 7 和 8，因為這些是我們在上一步傳遞給函式的引數。 - 第 4 行。在
adder執行上下文中宣告瞭一個名為ret的新變數, - 第 4 行。將變數
a的內容和變數b的內容相加得15並賦給ret變數。 ret變數從該函式返回。這個匿名函式執行上下文被銷燬，從呼叫堆疊中刪除，變數a、b和ret不再存在。- 返回值被分配給我們在步驟9中定義的
sum變數。 - 我們將
sum的值列印到控制檯。 - 如預期，控制檯將列印15。我們在這裡確實經歷了很多困難，我想在這裡說明幾點。首先，函式定義可以儲存在變數中，函式定義在程式呼叫之前是不可見的。其次，每次呼叫函式時，都會(臨時)建立一個本地執行上下文。當函式完成時，執行上下文將消失。函式在遇到return或右括號}時執行完成。
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最後,一個閉包
看看下面的程式碼，並試著弄清楚會發生什麼。
1: function createCounter() {
2: let counter = 0
3: const myFunction = function() {
4: counter = counter + 1
5: return counter
6: }
7: return myFunction
8: }
9: const increment = createCounter()
10: const c1 = increment()
11: const c2 = increment()
12: const c3 = increment()
13: console.log('example increment', c1, c2, c3)
複製程式碼現在，我們已經從前兩個示例中掌握了它的訣竅，讓我們按照預期的方式快速執行它：
- 行1 - 8。我們在全域性執行上下文中建立了一個新的變數
createCounter，並賦值了一個的函式定義。 - 第9行。我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個名為
increment的新變數。 - 第9行。我們需要呼叫
createCounter函式並將其返回值賦給increment變數。 - 行1 - 8。呼叫函式，建立新的本地執行上下文。
- 第2行。在本地執行上下文中，宣告一個名為
counter的新變數並賦值為 0; - 行3 - 6。宣告一個名為
myFunction的新變數，變數在本地執行上下文中宣告,變數的內容是為第4行和第5行所定義。 - 第7行。返回
myFunction變數的內容，刪除本地執行上下文。變數myFunction和counter不再存在。此時控制權回到了呼叫上下文。 - 第9行。在呼叫上下文(全域性執行上下文)中，
createCounter返回的值賦給了increment，變數increment現在包含一個函式定義內容為createCounter返回的函式。它不再標記為myFunction``，但它的定義是相同的。在全域性上下文中，它是的標記為labeledincrement`。 - 第10行。宣告一個新變數(c1)。
- 繼續第10行。查詢
increment變數，它是一個函式並呼叫它。它包含前面返回的函式定義，如第4-5行所定義的。 - 建立一個新的執行上下文。沒有引數。開始執行函式。
- 第4行。counter=counter + 1。在本地執行上下文中查詢
counter變數。我們只是建立了那個上下文，從來沒有宣告任何區域性變數。讓我們看看全域性執行上下文。這裡也沒有counter變數。Javascript會將其計算為counter = undefined + 1，宣告一個標記為counter的新區域性變數，並將其賦值為number 1，因為undefined被當作值為 0。 - 第5行。我們變數
counter的值(1)，我們銷燬本地執行上下文和counter變數。 - 回到第10行。返回值(1)被賦給c1。
- 第11行。重複步驟10-14，c2也被賦值為1。
- 第12行。重複步驟10-14，c3也被賦值為1。
- 第13行。我們列印變數c1 c2和c3的內容。
你自己試試，看看會發生什麼。你會將注意到，它並不像從我上面的解釋中所期望的那樣記錄1,1,1。而是記錄1,2,3。這個是為什麼?
不知怎麼滴，increment函式記住了那個cunter的值。這是怎麼回事?
counter是全域性執行上下文的一部分嗎?嘗試 console.log(counter)，得到undefined的結果,顯然不是這樣的。
也許，當你呼叫increment時，它會以某種方式返回它建立的函式(createCounter)?這怎麼可能呢?變數increment包含函式定義，而不是函式的來源，顯然也不是這樣的。
所以一定有另一種機制。閉包，我們終於找到了，丟失的那塊。
它是這樣工作的，無論何時宣告新函式並將其賦值給變數，都要儲存函式定義和閉包。閉包包含在函式建立時作用域中的所有變數，它類似於揹包。函式定義附帶一個小揹包，它的包中儲存了函式定義建立時作用域中的所有變數。
所以我們上面的解釋都是錯的，讓我們再試一次，但是這次是正確的。
1: function createCounter() {
2: let counter = 0
3: const myFunction = function() {
4: counter = counter + 1
5: return counter
6: }
7: return myFunction
8: }
9: const increment = createCounter()
10: const c1 = increment()
11: const c2 = increment()
12: const c3 = increment()
13: console.log('example increment', c1, c2, c3)
複製程式碼- 同上， 行1 - 8。我們在全域性執行上下文中建立了一個新的變數createCounter，它得到了指定的函式定義。
- 同上，第9行。我們在全域性執行上下文中宣告瞭一個名為
increment的新變數。 - 同上，第9行。我們需要呼叫
createCounter函式並將其返回值賦給increment變數。 - 同上，行1 - 8。呼叫函式，建立新的本地執行上下文。
- 同上，第2行。在本地執行上下文中，宣告一個名為
counter的新變數並賦值為 0 。 - 行3 - 6。宣告一個名為
myFunction的新變數，變數在本地執行上下文中宣告,變數的內容是另一個函式定義。如第4行和第5行所定義，現在我們還建立了一個閉包，並將其作為函式定義的一部分。閉包包含作用域中的變數，在本例中是變數counter(值為0)。 - 第7行。返回
myFunction變數的內容,刪除本地執行上下文。myFunction和counter不再存在。控制權交給了呼叫上下文，我們返回函式定義和它的閉包，閉包中包含了建立它時在作用域內的變數。 - 第9行。在呼叫上下文(全域性執行上下文)中，
createCounter返回的值被指定為increment，變數increment現在包含一個函式定義(和閉包),由createCounter返回的函式定義,它不再標記為myFunction，但它的定義是相同的,在全域性上下文中，稱為increment。 - 第10行。宣告一個新變數(c1)。
- 繼續第10行。查詢變數
increment，它是一個函式，呼叫它。它包含前面返回的函式定義,如第4-5行所定義的。(它還有一個帶有變數的閉包)。 - 建立一個新的執行上下文，沒有引數，開始執行函式。
- 第4行。counter = counter + 1，尋找變數
counter，在查詢本地或全域性執行上下文之前，讓我們檢查一下閉包，瞧，閉包包含一個名為counter的變數，其值為0。在第4行表示式之後，它的值被設定為1。它再次被儲存在閉包裡，閉包現在包含值為1的變數counter。 - 第5行。我們返回
counter的值，銷燬本地執行上下文。 - 回到第10行。返回值(1)被賦給變數
c1。 - 第11行。我們重複步驟10-14。這一次，在閉包中此時變數
counter的值是1。它在第12步設定的，它的值被遞增並以2的形式儲存在遞增函式的閉包中,c2被賦值為2。 - 第12行。重複步驟10-14,
c3被賦值為3。 - 第13行。我們列印變數c1 c2和c3的值。
您可能會問，是否有任何函式具有閉包，甚至是在全域性範圍內建立的函式?答案是肯定的。在全域性作用域中建立的函式建立閉包，但是由於這些函式是在全域性作用域中建立的，所以它們可以訪問全域性作用域中的所有變數，閉包的概念並不重要。
當函式返回函式時，閉包的概念就變得更加重要了。返回的函式可以訪問不屬於全域性作用域的變數，但它們僅存在於其閉包中。
閉包不是那麼簡單
有時候閉包在你甚至沒有注意到它的時候就會出現，你可能已經看到了我們稱為部分應用程式的示例，如下面的程式碼所示：
let c = 4
const addX = x => n => n + x
const addThree = addX(3)
let d = addThree(c)
console.log('example partial application', d)
複製程式碼如果箭頭函式讓您感到困惑，下面是同樣效果：
let c = 4
function addX(x) {
return function(n) {
return n + x
}
}
const addThree = addX(3)
let d = addThree(c)
console.log('example partial application', d)
複製程式碼我們宣告一個能用加法函式addX，它接受一個引數(x)並返回另一個函式。返回的函式還接受一個引數並將其新增到變數x中。
變數x是閉包的一部分，當變數addThree在本地上下文中宣告時，它被分配一個函式定義和一個閉包，閉包包含變數x。
所以當addThree被呼叫並執行時，它可以從閉包中訪問變數x以及為引數傳遞變數n並返回兩者的和 7。
總結
我將永遠記住閉包的方法是通過揹包的類比。當一個函式被建立並傳遞或從另一個函式返回時，它會攜帶一個揹包。揹包中是函式宣告時作用域內的所有變數。
參考
關於Fundebug
Fundebug專注於JavaScript、微信小程式、微信小遊戲、支付寶小程式、React Native、Node.js和Java線上應用實時BUG監控。 自從2016年雙十一正式上線，Fundebug累計處理了10億+錯誤事件，付費客戶有Google、360、金山軟體、百姓網等眾多品牌企業。歡迎大家免費試用！