深入理解javascript閉包

　　最近在網上看了一些關於閉包的解釋和講解，所以便決定用一篇文章寫出來整理一下，供自己學習和大家參考！

一、什么是閉包？

　　官方”的解釋是：閉包是一個擁有許多變量和綁定了這些變量的環境的表達式（通常是一個函數），因而這些變量也是該表達式的一部分。
相信很少有人能直接看懂這句話，因為他描述的太學術。其實這句話通俗的來說就是：JavaScript中所有的function都是一個閉包。不過一般來說，嵌套的function所產生的閉包更為強大，也是大部分時候我們所謂的“閉包”。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。

引用關系如圖：

　　這樣在執行完var c=a()后，變量c實際上是指向了函數b，再執行c()后就會彈出一個窗口顯示i的值(第一次為1)。這段代碼其實就創建了一個閉包，為什么？因為函數a外的變量c引用了函數a內的函數b，就是說：

　　當函數a的內部函數b被函數a外的一個變量引用的時候，就創建了一個閉包。

　　讓我們說的更透徹一些。所謂“閉包”，就是在構造函數體內定義另外的函數作為目標對象的方法函數，而這個對象的方法函數反過來引用外層函數體中的臨時變量。這使得只要目標對象在生存期內始終能保持其方法，就能間接保持原構造函數體當時用到的臨時變量值。盡管最開始的構造函數調用已經結束，臨時變量的名稱也都消失了，但在目 標對象的方法內卻始終能引用到該變量的值，而且該值只能通這種方法來訪問。即使再次調用相同的構造函數，但只會生成新對象和方法，新的臨時變量只是對應新的值，和上次那次調用的是各自獨立的。

二、變量的作用域

　　要理解閉包，首先必須理解Javascript特殊的變量作用域。

　　變量的作用域無非就是兩種：全局變量和局部變量。

　　Javascript語言的特殊之處，就在於函數內部可以直接讀取全局變量。

　　下面通過一段代碼來看一下

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

另一方面，在函數外部自然無法讀取函數內的局部變量。

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

這里有一個地方需要注意，函數內部聲明變量的時候，一定要使用var命令。如果不用的話，你實際上聲明了一個全局變量！

function f1(){
　　　　n=999;
　　}
　　f1();
　　alert(n); // 999

以上只是一個關於javascript變量作用域基礎的例子。

三、如何從外部讀取局部變量？（閉包）

　　我們有時候需要得到函數內的局部變量。但是，前面已經說過了，正常情況下，這是辦不到的，只有通過變通方法才能實現。

　　當然這個變通的方法便是使用閉包，下面再通過一個例子來看一下

function f1(){
　　　　n=999;
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}
　　　　return f2;
　　}
　　var result=f1();
　　result(); // 999

　　這個便是閉包的一個簡單的例子。

　　由於在Javascript語言中，只有函數內部的子函數才能讀取局部變量，因此可以把閉包簡單理解成“定義在一個函數內部的函數”。所以，在本質上，閉包就是將函數內部和函數外部連接起來的一座橋梁。

　　和面向對象的語言相比，閉包便是使用對象中一個特定的公有函數去訪問這個對象的私有變量。

四、閉包的用途

　　閉包可以用在許多地方。它的最大用處有兩個，一個是前面提到的可以讀取函數內部的變量，另一個就是讓這些變量的值始終保持在內存中。

　　怎么來理解這句話呢？請看下面的代碼。

function f1(){
　　　　var n=999;
　　　　nAdd=function(){n+=1}
　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}
　　　　return f2;
　　}
　　var result=f1();
　　result(); // 999
　　nAdd();
　　result(); // 1000

　　在這段代碼中，result實際上就是閉包f2函數。它一共運行了兩次，第一次的值是999，第二次的值是1000。這證明了，函數f1中的局部變量n一直保存在內存中，並沒有在f1調用后被自動清除。

　　為什么會這樣呢？原因就在於f1是f2的父函數，而f2被賦給了一個全局變量，這導致f2始終在內存中，而f2的存在依賴於f1，因此f1也始終在內存中，因為全局變量只有在代碼執行完退出的時候才清楚，所以f1不會在調用結束后，被垃圾回收機制（garbage collection）回收，而會一直存在直到程序退出。

　　這段代碼中另一個值得注意的地方，就是“nAdd=function(){n+=1}”這一行，首先在nAdd前面沒有使用var關鍵字，因此 nAdd是一個全局變量，而不是局部變量。其次，nAdd的值是一個匿名函數（anonymous function），而這個匿名函數本身也是一個閉包，所以nAdd相當於是一個setter，可以在函數外部對函數內部的局部變量進行操作。

五、Javascript的垃圾回收機制

　　還是以這個圖來說：

　　在Javascript中，如果一個對象不再被引用，那么這個對象就會被GC回收。如果兩個對象互相引用，而不再被第3者所引用，那么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，這就是為什么函數a執行后不會被回收的原因。

六、使用閉包的注意點

　　1、由於閉包會使得函數中的變量都被保存在內存中，內存消耗很大，所以不能濫用閉包，否則會造成網頁的性能問題，在IE中可能導致內存泄露。解決方法是，在退出函數之前，將不使用的局部變量全部刪除。

　　2、閉包會在父函數外部，改變父函數內部變量的值。所以，如果你把父函數當作對象（object）使用，把閉包當作它的公用方法（Public Method），把內部變量當作它的私有屬性（private value），這時一定要小心，不要隨便改變父函數內部變量的值。

七、思考題

　　如果你能理解下面代碼的運行結果，應該就算理解閉包的運行機制了。

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

　　上面例子中對象中getNameFunc方法使用了一個閉包，而這個返回的閉包中又包含了一個閉包返回this.name，當執行object.getNameFunc()()時，會先解析到第一對圓括號執行getNameFunc函數，返回了一個閉包函數，然后再次讀后面的圓括號，將這個閉包返回的函數執行，然后返回this.name，這段代碼里面相當於執行了兩層閉包。

 

function outerFun()
{
 var a=0;
 function innerFun()
 {
  a++;
  alert(a);
 }
 return innerFun;  //注意這里
}
var obj=outerFun();
obj();  //結果為1
obj();  //結果為2
var obj2=outerFun();
obj2();  //結果為1
obj2();  //結果為2

　　上面的例子，當內部函數在定義它的作用域的外部被引用時，就創建了該內部函數的閉包 ，因為是在被外部引用是創建了一個閉包，所以當被外部兩次引用的時候便會同時也創建兩個閉包，每個閉包各不干涉。如果內部函數引用了位於外部函數的變量，當外部函數調用完畢后，這些變量在內存不會被釋放，因為閉包需要它們。

 八、閉包內的微觀世界

　　如果要更加深入的了解閉包以及函數a和嵌套函數b的關系，我們需要引入另外幾個概念：函數的執行環境(excution context)、活動對象(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(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解釋器會將函數a的作用域鏈(scope chain)設置為定義a時a所在的“環境”，如果a是一個全局函數，則scope chain中只有window對象。
2. 當執行函數a的時候，a會進入相應的執行環境(excution context)。
3. 在創建執行環境的過程中，首先會為a添加一個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. 然后執行環境會創建一個活動對象(call object)。活動對象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代碼直接訪問。創建完活動對象后，把活動對象添加到a的作用域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個對象：a的活動對象和window對象。
5. 下一步是在活動對象上添加一個arguments屬性，它保存着調用函數a時所傳遞的參數。
6. 最后把所有函數a的形參和內部的函數b的引用也添加到a的活動對象上。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的作用域鏈被設置為b所被定義的環境，即a的作用域。

　　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的作用域鏈包含了對函數a的活動對象的引用，也就是說b可以訪問到a中定義的所有變量和函數。函數b被c引用，函數b又依賴函數a，因此函數a在返回后不會被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的作用域鏈包含了3個對象：b的活動對象、a的活動對象和window對象，如下圖所示：

　　如圖所示，當在函數b中訪問一個變量的時候，搜索順序是：

1. 先搜索自身的活動對象，如果存在則返回，如果不存在將繼續搜索函數a的活動對象，依次查找，直到找到為止。
2. 如果函數b存在prototype原型對象，則在查找完自身的活動對象后先查找自身的原型對象，再繼續查找。這就是Javascript中的變量查找機制。
3. 如果整個作用域鏈上都無法找到，則返回undefined。

九、結語

　　理解JavaScript的閉包是邁向高級JS程序員的必經之路，理解了其解釋和運行機制才能寫出更為安全和優雅的代碼。

 

　　另外推廣下個人小站：www.xiangyifight.com

（整理自：百度百科閉包內容以及http://www.jb51.net/article/24101.htm）