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秘,看過很多閉包的文章，在工作使用過閉包，有時甚至在項目中使用閉包，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。
准備
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：
當代碼在JavaScript中運行時，執行代碼的環境非常重要，並將概括為以下幾點：
全局代碼——第一次執行代碼的默認環境。
函數代碼——當執行流進入函數體時。
(…) —— 我們當作 執行上下文 是當前代碼執行的一個環境與范圍。
換句話說，當我們啟動程序時，我們從全局執行上下文中開始。一些變量是在全局執行上下文中聲明的。我們稱之為全局變量。當程序調用一個函數時，會發生什么?
以下幾個步驟：
- JavaScript創建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量，這些變量將是這個執行上下文的本地變量。
- 新的執行上下文被推到到執行堆棧中。可以將執行堆棧看作是一種保存程序在其執行中的位置的容器。
函數什么時候結束?當它遇到一個return語句或一個結束括號}。
當一個函數結束時，會發生以下情況:
- 這個本地執行上下文從執行堆棧中彈出。
- 函數將返回值返回調用上下文。調用上下文是調用這個本地的執行上下文，它可以是全局執行上下文，也可以是另外一個本地的執行上下文。這取決於調用執行上下文來處理此時的返回值，返回的值可以是一個對象、一個數組、一個函數、一個布爾值等等，如果函數沒有return語句，則返回undefined。
- 這個本地執行上下文被銷毀，銷毀是很重要，這個本地執行上下文中聲明的所有變量都將被刪除，不在有變量，這個就是為什么 稱為本地執行上下文中自有的變量。
基礎的例子
在討論閉包之前，讓我們看一下下面的代碼：
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)
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，我們在全局執行上下文中聲明了一個新變量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。這里發生了什么? 我們在全局執行上下文中聲明了一個名為
addTwo的新變量,我們給它分配了什么?一個函數定義。兩個括號{}之間的任何內容都被分配給addTwo，函數內部的代碼沒有被求值，沒有被執行，只是存儲在一個變量中以備將來使用。 - 現在我們在第6行。它看起來很簡單，但是這里有很多東西需要拆開分析。首先，我們在全局執行上下文中聲明一個新變量，並將其標記為
b，變量一經聲明，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。我們准備給變量
b賦一個新值，接下來我們看到一個函數被調用。當您看到一個變量后面跟着一個圓括號(…)時，這就是調用函數的信號，接着，每個函數都返回一些東西(值、對象或 undefined)，無論從函數返回什么，都將賦值給變量b。 - 但是首先我們需要調用標記為
addTwo的函數。JavaScript將在其全局執行上下文內存中查找名為addTwo的變量。噢，它找到了一個，它是在步驟2(或第2 - 5行)中定義的。變量add2包含一個函數定義。注意，變量a作為參數傳遞給函數。JavaScript在全局執行上下文內存中搜索變量a，找到它，發現它的值是3，並將數字3作為參數傳遞給函數，准備好執行函數。 - 現在執行上下文將切換,創建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調用堆棧上。在addTwo執行上下文中，我們要做的第一件事是什么?
- 你可能會說，“在addTwo執行上下文中聲明了一個新的變量ret”，這是不對的。正確的答案是，我們需要先看函數的參數。在addTwo執行上下文中聲明一個新的變量`x``，因為值3是作為參數傳遞的，所以變量x被賦值為3。
- 下一步是:在addTwo執行上下文中聲明一個新的變量
ret。它的值被設置為 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會尋找一個變量x，它會首先在addTwo執行上下文中尋找，找到了一個值為3。第二個操作數是數字2。兩個相加結果為5就被分配給變量ret。 - 第4行，我們返回變量
ret的內容，在addTwo執行上下文中查找，找到值為5，返回，函數結束。 - 第4 - 5行，函數結束。addTwo執行上下文被銷毀，變量
x和ret被消去了，它們已經不存在了。addTwo執行上下文從調用堆棧中彈出，返回值返回給調用上下文，在這種情況下，調用上下文是全局執行上下文，因為函數addTwo是從全局執行上下文調用的。 - 現在我們繼續第4步的內容，返回值5被分配給變量
b，程序仍然在第6行。 - 在第7行，
b的值 5 被打印到控制台了。
對於一個非常簡單的程序，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)
這里想說明，我們在函數執行上下文中有變量，在全局執行上下文中有變量。JavaScript的一個復雜之處在於它如何查找變量，如果在函數執行上下文中找不到變量，它將在調用上下文中尋找它，如果在它的調用上下文中沒有找到，就一直往上一級，直到它在全局執行上下文中查找為止。(如果最后找不到，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）：
- 在全局執行上下文中聲明一個新的變量
val1，並將其賦值為2。 - 行2 - 5，聲明一個新的變量
multiplyThis，並給它分配一個函數定義。 - 第六行，聲明一個在全局執行上下文
multiplied新變量。 - 從全局執行上下文內存中查找變量
multiplyThis，並將其作為函數執行，傳遞數字 6 作為參數。 - 新函數調用(創建新執行上下文），創建一個新的
multiplyThis函數執行上下文。 - 在
multiplyThis執行上下文中，聲明一個變量n並將其賦值為6 - 第 3 行。在
multiplyThis執行上下文中，聲明一個變量ret。 - 繼續第 3 行。對兩個操作數 n 和 val1 進行乘法運算.在
multiplyThis執行上下文中查找變量n。我們在步驟6中聲明了它,它的內容是數字6。在multiplyThis執行上下文中查找變量val1。multiplyThis執行上下文沒有一個標記為 val1 的變量。我們向調用上下文查找，調用上下文是全局執行上下文，在全局執行上下文中尋找val1。哦，是的、在那兒，它在步驟1中定義，數值是2。 - 繼續第 3 行。將兩個操作數相乘並將其賦值給
ret變量，6 * 2 = 12，ret現在值為 12。 - 返回
ret變量，銷毀multiplyThis執行上下文及其變量ret和n。變量val1沒有被銷毀，因為它是全局執行上下文的一部分。 - 回到第6行。在調用上下文中，數字 12 賦值給
multiplied的變量。 - 最后在第7行，我們在控制台中打印
multiplied變量的值
在這個例子中，我們需要記住一個函數可以訪問在它的調用上下文中定義的變量，這個就是詞法作用域（Lexical scope）。
返回函數的函數
在第一個例子中，函數addTwo返回一個數字。請記住，函數可以返回任何東西。讓我們看一個返回函數的函數示例，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)
讓我們回到分步分解：
- 第一行。我們在全局執行上下文中聲明一個變量
val並賦值為 7。 - 行2 - 8。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為
createAdder的變量，並為其分配了一個函數定義。第3至7行描述了上述函數定義，和以前一樣，在這一點上，我們沒有直接討論這個函數。我們只是將函數定義存儲到那個變量(createAdder)中。 - 第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為
adder的新變量，暫時，值為 undefined。 - 第9行。我們看到括號()，我們需要執行或調用一個函數，查找全局執行上下文的內存並查找名為
createAdder的變量，它是在步驟2中創建的。好吧，我們調用它。 - 調用函數時，執行到第2行。創建一個新的
createAdder執行上下文。我們可以在createAdder的執行上下文中創建自有變量。js 引擎將createAdder的上下文添加到調用堆棧。這個函數沒有參數，讓我們直接跳到它的主體部分. - 第 3 - 6 行。我們有一個新的函數聲明，我們在
createAdder執行上下文中創建一個變量addNumbers。這很重要，addnumber只存在於createAdder執行上下文中。我們將函數定義存儲在名為 `addNumbers`` 的自有變量中。 - 在第7行，我們返回變量
addNumbers的內容。js引擎查找一個名為addNumbers的變量並找到它，這是一個函數定義。好的，函數可以返回任何東西，包括函數定義。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數定義。 - 返回時，
createAdder執行上下文將被銷毀。addNumbers變量不再存在。但addNumbers函數定義仍然存在，因為它返回並賦值給了adder 變量。 - 第10行。我們在全局執行上下文中定義了一個新的變量
sum，先負值為 undefined; - 接下來我們需要執行一個函數。哪個函數?是名為
adder變量中定義的函數。我們在全局執行上下文中查找它，果然找到了它，這個函數有兩個參數。 - 讓我們查找這兩個參數，第一個是我們在步驟1中定義的變量
val，它表示數字7，第二個是數字8。 - 現在我們要執行這個函數，函數定義概述在第3-5行，因為這個函數是匿名，為了方便理解，我們暫且叫它
adder吧。這時創建一個adder函數執行上下文，在adder執行上下文中創建了兩個新變量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數的參數。 - 第 4 行。在
adder執行上下文中聲明了一個名為ret的新變量, - 第 4 行。將變量
a的內容和變量b的內容相加得15並賦給ret變量。 ret變量從該函數返回。這個匿名函數執行上下文被銷毀，從調用堆棧中刪除，變量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變量。 - 我們將
sum的值打印到控制台。 - 如預期，控制台將打印15。我們在這里確實經歷了很多困難，我想在這里說明幾點。首先，函數定義可以存儲在變量中，函數定義在程序調用之前是不可見的。其次，每次調用函數時，都會(臨時)創建一個本地執行上下文。當函數完成時，執行上下文將消失。函數在遇到return或右括號}時執行完成。
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最后,一個閉包
看看下面的代碼，並試着弄清楚會發生什么。
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)
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。我們在全局執行上下文中創建了一個新的變量
createCounter，並賦值了一個的函數定義。 - 第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為
increment的新變量。 - 第9行。我們需要調用
createCounter函數並將其返回值賦給increment變量。 - 行1 - 8。調用函數，創建新的本地執行上下文。
- 第2行。在本地執行上下文中，聲明一個名為
counter的新變量並賦值為 0; - 行3 - 6。聲明一個名為
myFunction的新變量，變量在本地執行上下文中聲明,變量的內容是為第4行和第5行所定義。 - 第7行。返回
myFunction變量的內容，刪除本地執行上下文。變量myFunction和counter不再存在。此時控制權回到了調用上下文。 - 第9行。在調用上下文(全局執行上下文)中，
createCounter返回的值賦給了increment，變量increment現在包含一個函數定義內容為createCounter返回的函數。它不再標記為myFunction``，但它的定義是相同的。在全局上下文中，它是的標記為labeledincrement`。 - 第10行。聲明一個新變量(c1)。
- 繼續第10行。查找
increment變量，它是一個函數並調用它。它包含前面返回的函數定義，如第4-5行所定義的。 - 創建一個新的執行上下文。沒有參數。開始執行函數。
- 第4行。counter=counter + 1。在本地執行上下文中查找
counter變量。我們只是創建了那個上下文，從來沒有聲明任何局部變量。讓我們看看全局執行上下文。這里也沒有counter變量。Javascript會將其計算為counter = undefined + 1，聲明一個標記為counter的新局部變量，並將其賦值為number 1，因為undefined被當作值為 0。 - 第5行。我們變量
counter的值(1)，我們銷毀本地執行上下文和counter變量。 - 回到第10行。返回值(1)被賦給c1。
- 第11行。重復步驟10-14，c2也被賦值為1。
- 第12行。重復步驟10-14，c3也被賦值為1。
- 第13行。我們打印變量c1 c2和c3的內容。
你自己試試，看看會發生什么。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。這個是為什么?
不知怎么滴，increment函數記住了那個cunter的值。這是怎么回事?
counter是全局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，當你調用increment時，它會以某種方式返回它創建的函數(createCounter)?這怎么可能呢?變量increment包含函數定義，而不是函數的來源，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，無論何時聲明新函數並將其賦值給變量，都要存儲函數定義和閉包。閉包包含在函數創建時作用域中的所有變量，它類似於背包。函數定義附帶一個小背包，它的包中存儲了函數定義創建時作用域中的所有變量。
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)
- 同上， 行1 - 8。我們在全局執行上下文中創建了一個新的變量createCounter，它得到了指定的函數定義。
- 同上，第9行。我們在全局執行上下文中聲明了一個名為
increment的新變量。 - 同上，第9行。我們需要調用
createCounter函數並將其返回值賦給increment變量。 - 同上，行1 - 8。調用函數，創建新的本地執行上下文。
- 同上，第2行。在本地執行上下文中，聲明一個名為
counter的新變量並賦值為 0 。 - 行3 - 6。聲明一個名為
myFunction的新變量，變量在本地執行上下文中聲明,變量的內容是另一個函數定義。如第4行和第5行所定義，現在我們還創建了一個閉包，並將其作為函數定義的一部分。閉包包含作用域中的變量，在本例中是變量counter(值為0)。 - 第7行。返回
myFunction變量的內容,刪除本地執行上下文。myFunction和counter不再存在。控制權交給了調用上下文，我們返回函數定義和它的閉包，閉包中包含了創建它時在作用域內的變量。 - 第9行。在調用上下文(全局執行上下文)中，
createCounter返回的值被指定為increment，變量increment現在包含一個函數定義(和閉包),由createCounter返回的函數定義,它不再標記為myFunction，但它的定義是相同的,在全局上下文中，稱為increment。 - 第10行。聲明一個新變量(c1)。
- 繼續第10行。查找變量
increment，它是一個函數，調用它。它包含前面返回的函數定義,如第4-5行所定義的。(它還有一個帶有變量的閉包)。 - 創建一個新的執行上下文，沒有參數，開始執行函數。
- 第4行。counter = counter + 1，尋找變量
counter，在查找本地或全局執行上下文之前，讓我們檢查一下閉包，瞧，閉包包含一個名為counter的變量，其值為0。在第4行表達式之后，它的值被設置為1。它再次被儲存在閉包里，閉包現在包含值為1的變量counter。 - 第5行。我們返回
counter的值，銷毀本地執行上下文。 - 回到第10行。返回值(1)被賦給變量
c1。 - 第11行。我們重復步驟10-14。這一次，在閉包中此時變量
counter的值是1。它在第12步設置的，它的值被遞增並以2的形式存儲在遞增函數的閉包中,c2被賦值為2。 - 第12行。重復步驟10-14,
c3被賦值為3。 - 第13行。我們打印變量c1 c2和c3的值。
您可能會問，是否有任何函數具有閉包，甚至是在全局范圍內創建的函數?答案是肯定的。在全局作用域中創建的函數創建閉包，但是由於這些函數是在全局作用域中創建的，所以它們可以訪問全局作用域中的所有變量，閉包的概念並不重要。
當函數返回函數時，閉包的概念就變得更加重要了。返回的函數可以訪問不屬於全局作用域的變量，但它們僅存在於其閉包中。
閉包不是那么簡單
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序的示例，如下面的代碼所示：
let c = 4
const addX = x => n => n + x
const addThree = addX(3)
let d = addThree(c)
console.log('example partial application', d)
如果箭頭函數讓您感到困惑，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)
我們聲明一個能用加法函數addX，它接受一個參數(x)並返回另一個函數。返回的函數還接受一個參數並將其添加到變量x中。
變量x是閉包的一部分，當變量addThree在本地上下文中聲明時，它被分配一個函數定義和一個閉包，閉包包含變量x。
所以當addThree被調用並執行時，它可以從閉包中訪問變量x以及為參數傳遞變量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背包的類比。當一個函數被創建並傳遞或從另一個函數返回時，它會攜帶一個背包。背包中是函數聲明時作用域內的所有變量。
參考
關於Fundebug
Fundebug專注於JavaScript、微信小程序、微信小游戲、支付寶小程序、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、金山軟件、百姓網等眾多品牌企業。歡迎大家免費試用！
