Javascript 閉包——摘自網路

ForTechnology發表於2011-08-04
Normal 0 7.8 磅 0 2 false false false MicrosoftInternetExplorer4 最近在網上查閱了不少Javascript閉包(closure)相關的資料,寫的大多是非常的學術和專業。對於初學者來說別說理解閉包了,就連文字敘述都很難看懂。撰寫此文的目的就是用最通俗的文字揭開Javascript閉包的真實面目。

  一、什麼是閉包

  官方的解釋是:所謂閉包,指的是一個擁有許多變數和繫結了這些變數的環境的表示式(通常是一個函式),因而這些變數也是該表示式的一部分。

  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中建立一個閉包來告訴你什麼是閉包,因為跳過閉包的建立過程直接理解閉包的定義是非常困難的。看下面這段程式碼:

    function a(){
      var i=0;
      function b(){
        alert(++i);
      }
      return b;
    }
    var c = a();
    c();

  這段程式碼有兩個特點:

  1、函式b巢狀在函式a內部;

  2、函式a返回函式b

  這樣在執行完var c=a()後,變數c實際上是指向了函式b,再執行c()後就會彈出一個視窗顯示i的值(第一次為1)。這段程式碼其實就建立了一個閉包,為什麼?因為函式a外的變數c引用了函式a內的函式b,就是說:

  當函式a的內部函式b被函式a外的一個變數引用的時候,就建立了一個閉包

  我猜想你一定還是不理解閉包,因為你不知道閉包有什麼作用,下面讓我們繼續探索。

  二、閉包有什麼作用?

  簡而言之,閉包的作用就是在a執行完並返回後,閉包使得Javascript的垃圾回收機制GC不會收回a所佔用的資源,因為a的內部函式b的執行需要依賴a中的變數。這是對閉包作用的非常直白的描述,不專業也不嚴謹,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,由於閉包的存在使得函式a返回後,a中的i始終存在,這樣每次執行c()i都是自加1alerti的值。

  那 麼我們來想象另一種情況,如果a返回的不是函式b,情況就完全不同了。因為a執行完後,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,因此函式ab互相引用但又不被外界打擾(被外界引用),函式ab就會被GC回收。(關於Javascript的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)

  三、閉包內的微觀世界

  如 果要更加深入的瞭解閉包以及函式a和巢狀函式b的關係,我們需要引入另外幾個概念:函式的執行環境(excution context)、活動物件(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函式a從定義到執行的過程為例闡述這幾個概念。

  1、當定義函式a的時候,js直譯器會將函式a的作用域鏈(scope chain)設定為定義aa所在的環境,如果a是一個全域性函式,則scope chain中只有window物件。

  2、當函式a執行的時候,a會進入相應的執行環境(excution context)

  3、在建立執行環境的過程中,首先會為a新增一個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、然後執行環境會建立一個活動物件(call object)。活動物件也是一個擁有屬性的物件,但它不具有原型而且不能通過JavaScript程式碼直接訪問。建立完活動物件後,把活動物件新增到a的作用域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個物件:a的活動物件和window物件。

  5、下一步是在活動物件上新增一個arguments屬性,它儲存著呼叫函式a時所傳遞的引數。

  6、最後把所有函式a的形參和內部的函式b的引用也新增到a的活動物件上。在這一步中,完成了函式b的的定義,因此如同第3步,函式b的作用域鏈被設定為b所被定義的環境,即a的作用域。

  到此,整個函式a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函式b的引用給c,又函式b的作用域鏈包含了對函式a的活動物件的引用,也就是說b可以訪問到a中定義的所有變數和函式。函式bc引用,函式b又依賴函式a,因此函式a在返回後不會被GC回收。

  當函式b執行的時候亦會像以上步驟一樣。因此,執行時b的作用域鏈包含了3個物件:b的活動物件、a的活動物件和window物件,如下圖所示:

  如圖所示,當在函式b中訪問一個變數的時候,搜尋順序是先搜尋自身的活動物件,如果存在則返回,如果不存在將繼續搜尋函式a的活動物件,依 次查詢,直到找到為止。如果整個作用域鏈上都無法找到,則返回undefined。如果函式b存在prototype原型物件,則在查詢完自身的活動物件 後先查詢自身的原型物件,再繼續查詢。這就是Javascript中的變數查詢機制。

  四、閉包的應用場景

  1、保護函式內的變數安全。以最開始的例子為例,函式ai只有函式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、在記憶體中維持一個變數。依然如前例,由於閉包,函式ai的一直存在於記憶體中,因此每次執行c(),都會給i自加1

  以上兩點是閉包最基本的應用場景,很多經典案例都源於此。

  五、Javascript的垃圾回收機制

  在Javascript中,如果一個物件不再被引用,那麼這個物件就會被GC回收。如果兩個物件互相引用,而不再被第3者所引用,那麼這兩個互相引用的物件也會被回收。因為函式ab引用,b又被a外的c引用,這就是為什麼函式a執行後不會被回收的原因。

 

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