理解Javascript閉包(closure)

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理解Javascript閉包(closure)

專題 原帖 http://www.w3cgroup.com/article.asp?id=87

此文用通俗的文字介紹了Javascript閉包

看過後,我對javascript閉包簡單的理解就是 文中第四、五段中所說的“在記憶體中維持一個變數,不會被GC回收”。

當然還需要學習才能深入的理解javascript閉包

 

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綁定了這些變數的環境的運算式(通常是一個函數),因而這些變數也是該運算式的一部分。

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。

看下面這段代碼:

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b嵌套在函數a內部;
2、函數a返回函數b。

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

當函數a的內建函式b被函數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的記憶體回收機制GC不會收回a所佔用的資源,因為a的內建函式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數a返回後,a中的i始終存在,這樣每次執行c(),i都是自加1後alert出i的值。

那麼我們來想象另一種情況,如果a返回的不是函數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,因此函數a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用),函數a和b就會被GC回收。(關於Javascript的記憶體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數a和嵌套函數b的關係,我們需要引入另外幾個概念:函數的執行環境(excution
context)、使用中的物件(call object)、範圍(scope)、範圍鏈(scope
chain)。以函數a從定義到執行的過程為例闡述這幾個概念。

1、當定義函數a的時候,js解譯器會將函數a的

範圍鏈(scope chain)

設定為定義a時a所在的“環境”,如果a是一個全域函數,則scope chain中只有window對象。

2、當函數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添加一個scope屬性,即a的範圍
,其值就為第1步中的scope chain。即a.scope=a的範圍鏈。

4、然後執行環境會建立一個使用中的物件(call object)
。使用中的物件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代碼直接存取。建立完使用中的物件後,把使用中的物件添加到a的範圍鏈的最頂端。此時a的範圍鏈包含了兩個對象:a的

使用中的物件和window對象

5、下一步是在使用中的物件上添加一個arguments屬性,它儲存著調用函數a時所傳遞的參數。

6、最後把所有函數a的形參和內部的函數b的引用也添加到a的使用中的物件上。在這一步中,完成了函數b的的定義,因此如同第3步,函數b的範圍鏈被設定為b所被定義的環境,即a的範圍。

到此,整個函數a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函數b的引用給c,又函數b的範圍鏈包含了對函數a的使用中的物件的引用,也就是說b可以訪問到a中定義的所有變數和函數。函數b被c引用,函數b又依賴函數a,因此函數a在返回後不會被

GC回收

當函數b執行的時候亦會像以上步驟一樣。因此,執行時b的範圍鏈包含了3個對象:b的使用中的物件、a的使用中的物件和window對象,如所示:

,當在函數b中訪問一個變數的時候,搜尋順序是先搜尋自身的使用中的物件,如果存在則返回,如果不存在將繼續搜尋函數a的使用中的物件,依次尋找,直到找到為止。如果整個範圍鏈上都無法找到,則返回undefined。如果函數b存在prototype原型對象
,則在尋找完自身的使用中的物件後先尋找自身的原型對象,再繼續尋找。這就是Javascript中的變數尋找機制

四、閉包的應用情境

1、保護函數內的變數安全。以最開始的例子為例,函數a中i只有函數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,函數a中i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情境,很多經典案例都源於此。

五、Javascript的記憶體回收機制

在Javascript中,如果一個對象不再被引用,那麼這個對象就會被GC回收。如果兩個對象互相引用,而不再被第3者所引用,那麼這兩個互相引用的對象也會被回收。因為函數a被b引用,b又被a外的c引用,這就是為什麼函數a執行後不會被回收的原因。

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