JS闭包理解

Posted 2020-07-13 Hen_rry

在web前段开发中经常听到的一个词汇就是“闭包”，而且各种面试中总有一些相关的题目，那么到底啥事闭包？

闭包的定义: 是指语法域位于某个特定的区域，具有持续参照（读写）位于该区域内自身范围之外的执行域上的非持久型变量值能力的段落。这些外部执行域的非持久型变量神奇地保留它们在闭包最初定义（或创建）时的值（深连结）。

简单来说，javascript闭包就是在另一个作用域中保存了一份它从上一级函数或作用域取得的变量（键值对），而这些键值对是不会随上一级函数的执行完成而销毁。
这里强调了一个持续性的概念（其实就是后面所谓作用链域）.

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Javascript闭包的实现，通常是在函数内部再定义函数，让该内部函数使用上一级函数的变量或全局变量。

一、变量的作用域
要理解闭包，首先必须理解Javascript特殊的变量作用域。
变量的作用域无非就是两种：全局变量和局部变量。
Javascript语言的特殊之处，就在于函数内部可以直接读取全局变量。

　 var v=999;
　　function f1(){
　　　　alert(v);
　　}
　　f1(); // 999

函数f1内部可以直接访问外部的变量v，但是在函数外部不能访问f1内部的变量。（JS的局限性）

 funciton f1(){
     var v = 999;
 }
 alert(v);//error 错误 因为V是函数f1的局部变量，外部没有访问权限。

二、如何从外部访问函数的局部变量呢？
出于种种原因，我们有时候需要得到函数内的局部变量。但是，前面已经说过了，正常情况下，这是办不到的，只有通过变通方法才能实现。
那就是在函数的内部，再定义一个函数。

function f1() {
    var v =999;
    funciton f2() {
        alert(v);//999
    }
}

这段代码中函数f2就被包括在函数f1内部，这时f1内部的所有局部变量，对f2都是可见的。但是反过来就不行，f2内部的局部变量，对f1 就是不可见的。这就是Javascript语言特有的“链式作用域”结构（chain scope），
子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。
所以，父对象的所有变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。

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既然f2可以读取f1中的局部变量，那么只要把f2作为返回值，我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗？那就需要稍微修改下上面的函数：

function f1() {
    var v =999;
    funciton f2() {
        alert(v);//999
    }
    return f2;//返回f2的句柄
}

   var result=f1();//result接受f1返回值（这里是f2函数的句柄）

　　result(); // 999

三、闭包的概念

上一节代码中的f2函数，就是闭包。

各种专业文献上的“闭包”（closure）定义非常抽象，很难看懂。我的理解是，闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。

由于在Javascript语言中，只有函数内部的子函数才能读取局部变量，因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。

所以，在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。
四、闭包的作用

闭包可以用在许多地方。归纳为：
1、使在外部可以读取函数内部的变量，
2、让在闭包中涉及到的被访问的这些变量的值始终保持在内存中。（整个其实可以理解为一个作用域链了）

怎么来理解这句话呢？请看下面的代码。

function f1(){

　　　　var v=999;
　　　　
　　　　vAdd=function(){ v+=1 };
　　　　
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(v);
　　　　}
　　　　return f2;
　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

　　nAdd();//这里是可以直接调用nAdd()函数的，因为没有声明为var类型，默认是window的global全局变量。

　　result(); // 1000

在这段代码中，result实际上就是闭包f2函数。它一共运行了两次，第一次的值是999，第二次的值是1000。这证明了，函数f1中的局部变量n一直保存在内存中，并没有在f1调用后被自动清除。

为什么会这样呢？原因就在于f1是f2的父函数，而f2被赋给了一个全局变量（result），这导致f2始终在内存中，而f2的存在依赖于f1，因此f1也始终在内存中，不会在调用结束后，被垃圾回收机制（garbage collection）回收。

这段代码中另一个值得注意的地方，就是“nAdd=function(){n+=1}”这一行，首先在nAdd前面没有使用var关键字，因此 nAdd是一个全局变量，而不是局部变量。其次，nAdd的值是一个匿名函数（anonymous function），而这个

匿名函数本身也是一个闭包，所以nAdd相当于是一个setter，可以在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。

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五、使用闭包的注意点

1）由于闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中，内存消耗很大，所以不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题，在IE中可能导致内存泄露。解决方法是，在退出函数之前，将不使用的局部变量全部删除。

2）闭包会在父函数外部，改变父函数内部变量的值。所以，如果你把父函数当作对象（object）使用，把闭包当作它的公用方法（Public Method），把内部变量当作它的私有属性（private value），这时一定要小心，不要随便 改变父函数内部变量的值。

六、思考题

如果你能理解下面代码的运行结果，应该就算理解闭包的运行机制了。

var name = "The Window";
　　var object = {
　　　　name : "My Object",
　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return this.name;
　　　　　}
　　　　}
};
alert(object.getNameFunc()()); //The Window

我的理解是：
object.getNameFunc()->var xxx= object.getNameFunc();
后面的括弧表示自执行。可以改成如下：

var name = "The Window";
　　var object = {
　　　　name : "My Object",
　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　function f3(){
　　　　　　　　return this.name;
　　　　　 }
　　　　　 return f3;
　　　　}
};

实际上可以理解为object.getNameFunc()返回的是f3的句柄，后面自执行就是f3函数，所以 var xxx = f3(){ return this.name; }如下：

function f3(){
　　return this.name;
}

因此实际上object.getNameFunc()() 就是这样子的：

var name = "The Window";
(function f3(){
　　return this.name;
})(); //"The Window"

最后alert就是“The Window“了。

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下面都是引用大牛们的文章（学习了）：

再来看一个例子

function outerFun()
{
  var a =0;
  alert(a);
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);

结果是 0,4 . 因为在函数内部使用了var关键字 维护a的作用域在outFun()内部.

再看下面的代码:

function outerFun()
{
//没有var
a =0;
alert(a);
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);

结果为 0,0 真是奇怪,为什么呢?

作用域链是描述一种路径的术语,沿着该路径可以确定变量的值 .当执行a=0时,因为没有使用var关键字,因此赋值操作会沿着作用域链到var a=4; 并改变其值.

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如果你对javascript闭包还不是很理解，那么请看下面转载的文章：(转载:http://www.felixwoo.com/archives/247)

一、什么是闭包？

官方”的解释是：闭包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。其实这句话通俗的来说就是：JavaScript中所有的function都是一个闭包。不过一般来说，嵌套的function所产生的闭包更为强大，也是大部分时候我们所谓的“闭包”。看下面这段代码：

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

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：

　　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。

　　让我们说的更透彻一些。所谓“闭包”，就是在构造函数体内定义另外的函数作为目标对象的方法函数，而这个对象的方法函数反过来引用外层函数体中的临时变量。这使得只要目标 对象在生存期内始终能保持其方法，就能间接保持原构造函数体当时用到的临时变量值。尽管最开始的构造函数调用已经结束，临时变量的名称也都消失了，但在目 标对象的方法内却始终能引用到该变量的值，而且该值只能通这种方法来访问。即使再次调用相同的构造函数，但只会生成新对象和方法，新的临时变量只是对应新 的值，和上次那次调用的是各自独立的。

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。

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。
当执行函数a的时候，a会进入相应的执行环境(excution context)。
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。
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。

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。
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：

如图所示，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的作用域是在定义时确定的，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
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。

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。
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。

六、结语

理解JavaScript的闭包是迈向高级JS程序员的必经之路，理解了其解释和运行机制才能写出更为安全和优雅的代码。

此文章引用于下面这个大牛的博客
http://blog.csdn.net/gaoshanwudi/article/details/7355794