JavaScript 클로저(요약 공유)에 대해 이야기해 보겠습니다.
- WBOY앞으로
- 2022-02-17 18:37:581773검색
이 기사는 스택 관점에서 클로저를 살펴보는 것, 클로저 공유 변수 문제 및 기타 관련 문제를 포함하여 JavaScript의 클로저에 대한 관련 지식을 제공합니다. 모든 사람에게 도움이 되기를 바랍니다.
1. 클로저 자체 폐쇄
클로저의 개념:
함수 실행 후 반환되는 결과는 내부 함수이며, 내부 함수가 실행된 함수를 보유하는 경우 외부 변수에 의해 참조됩니다. 범위는 클로저를 형성합니다. 외부 함수 범위는 내부 함수에서 액세스할 수 있습니다.
클로저를 사용하면 함수의 변수를 읽고 함수의 변수를 메모리에 저장하여 변수가 오염되는 것을 방지할 수 있습니다. 클로저는 함수에 변수 값을 메모리에 저장하고 메모리를 소비하기 때문에 클로저를 남용할 수 없습니다. 그렇지 않으면 웹 성능에 영향을 미치고 메모리 누수를 일으킬 수 있습니다. 클로저를 사용할 필요가 없을 때 메모리를 제때 해제하기 위해 내부 함수 객체의 변수에 null을 할당할 수 있습니다.
클로저의 특성: 외부 함수에 의해 생성된 여러 클로저 메모리 공간은 서로 독립적입니다.
클로저 애플리케이션 시나리오:
- 메모리의 변수 유지: 데이터가 캐시된 경우 커링
- 반복자 및 생성기와 같은 함수 내 변수의 안전을 보호합니다.
단점: 닫으면 원래 범위 체인이 해제되지 않아 메모리 누수가 발생합니다.
- 메모리 소비는 부정적인 영향을 미칩니다. 내부 함수는 외부 변수에 대한 참조를 저장하므로 가비지 수집이 불가능하고 메모리 사용량이 늘어납니다. 따라서 을 잘못 사용하면 메모리 누수
- 가 발생하고 처리 속도에 부정적인 영향을 미칩니다. 클로저 수준에 따라 검색 시 참조된 외부 변수의 범위 체인 길이가 결정됩니다. 외부 함수의 범위는 내부 함수에서 액세스할 수 있으며, 액세스된 변수는 메모리에 영구적으로 상주하며 나중에 사용할 수 있습니다.
- 변수가 전역 세계를 오염시키지 않도록 변수를 독립 범위에 저장하세요. , 비공개 멤버로 존재
- 어휘 범위
- 아래 코드를 살펴보세요.
function init() { var name = "Mozilla"; // name 是一个被 init 创建的局部变量 function displayName() { // displayName() 是内部函数，一个闭包 alert(name); // 使用了父函数中声明的变量 } displayName(); } init();init()는 지역 변수 이름과 displayName()이라는 함수를 생성합니다. displayName()은 init()에 정의된 내부 함수이며 init() 함수 본문 내에서만 사용할 수 있습니다. displayName()에는 자체 지역 변수가 없습니다. 그러나 외부 함수의 변수에 액세스할 수 있으므로 displayName()은 상위 함수 init()에 선언된 변수 이름을 사용할 수 있습니다. - 이 JSFiddle 링크를 사용하여 코드를 실행한 후 우리는 displayName() 함수 내의 Alert() 문이 변수 이름의 값을 성공적으로 표시했음을 발견했습니다(변수는 상위 함수에서 선언되었습니다). 이 어휘 범위 지정 예제에서는 함수가 중첩될 때 파서가 변수 이름을 확인하는 방법을 설명합니다. 어휘라는 용어는 어휘 범위가 변수가 선언된 소스 코드의 위치에 따라 변수가 사용 가능한 위치를 결정한다는 사실을 나타냅니다. 중첩 함수는 외부 범위에 선언된 변수에 액세스할 수 있습니다. 3. 스택 관점에서 클로저 보기
기본 데이터 유형의 변수 값은 일반적으로 스택 메모리에 존재합니다: 숫자, 부울, 정의되지 않음, 문자열. ;객체형 변수의 값은 힙 메모리에 저장되고, 스택 메모리에는 해당 공간 주소가 저장됩니다.
var a = 1
//a是一个基本数据类型
var b = {m: 20 }
//b是一个对象
해당 메모리 저장 공간:
b={m:30}을 실행하면 힙 메모리에 새 개체 {m:30}이 있고 스택 메모리의 b는 새 공간 주소를 가리킵니다. ({m:30}을 가리킴), 힙 메모리의 원래 {m:20}은 프로그램 엔진에 의해 가비지 수집되어 메모리 공간을 절약합니다. 우리는 js 함수도 객체이고 힙 및 스택 메모리에도 저장된다는 것을 알고 있습니다. 변환을 살펴보겠습니다.
var a = 1;
function fn(){
var b = 2
function fn1(){
console.log(b)
}
fn1()
}
fn()
스택은 선입 후출 데이터 구조입니다.
- 在执行fn前，此时我们在全局执行环境(浏览器就是window作用域)，全局作用域里有个变量a；
- 进入fn，此时栈内存就会push一个fn的执行环境，这个环境里有变量b和函数对象fn1，这里可以访问自身执行环境和全局执行环境所定义的变量
- 进入fn1，此时栈内存就会push 一个fn1的执行环境，这里面没有定义其他变量，但是我们可以访问到fn和全局执行环境里面的变量，因为程序在访问变量时，是向底层栈一个个找（这就是Javascript语言特有的"链式作用域"结构（chain scope)），如果找到全局执行环境里都没有对应变量，则程序抛出underfined的错误。
- 随着fn1()执行完毕，fn1的执行环境被杯销毁，接着执行完fn()，fn的执行环境也会被销毁，只剩全局的执行环境下，现在没有b变量，和fn1函数对象了，只有a 和 fn(函数声明作用域是window下)
在函数内访问某个变量是根据函数作用域链来判断变量是否存在的，而函数作用域链是程序根据函数所在的执行环境栈来初始化的，所以上面的例子，我们在fn1里面打印变量b，根据fn1的作用域链的找到对应fn执行环境下的变量b。所以当程序在调用某个函数时，做了一下的工作：准备执行环境，初始函数作用域链和arguments参数对象
我们现在看下闭包例子
function outer() {
var a = '变量1'
var inner = function () {
console.info(a)
}
return inner // inner 就是一个闭包函数，因为他能够访问到outer函数的作用域
}
var inner = outer() // 获得inner闭包函数
inner() //"变量1"
当程序执行完var inner = outer()，其实outer的执行环境并没有被销毁，因为他里面的变量a仍然被被inner的函数作用域链所引用，当程序执行完inner(), 这时候，inner和outer的执行环境才会被销毁调；《JavaScript高级编程》书中建议：由于闭包会携带包含它的函数的作用域，因为会比其他函数占用更多内容，过度使用闭包，会导致内存占用过多。
4.闭包的共享变量问题
下面通过outer外函数和inner内函数来讲解闭包的共享变量问题。
同一个外函数生成的多个闭包是独立空间还是共享空间如何判断？请先看实例
//第一种情况 调用时给外函数传入变量值
function outer(name){
return function(){
console.log(name)
}
}
f1 = outer('yang')
f2 = outer('fang')
console.log(f1.toString())
f1() //yang
f2() //fang
f1() //yang
//第二种情况：外函数局部变量值为变化
function count() {
var arr = [];
for (var i=1; i<=3; i++) {
arr.push(function () {
return i * i;
});
}
return arr;
}
var results = count();
var f1 = results[0]; //16
var f2 = results[1]; //16
var f3 = results[2]; //16
console.log(f1 )
//第三种情况：外函数的局部变量值变化。
function test(){
var i = 0;
return function(){
console.log(i++)
}
};
var a = test();
var b = test();
//依次执行a,a,b,控制台会输出什么呢？0 1 0
//b为什么不是2
a();a();b();同一个外函数生成的多个闭包是独立空间还是共享空间如何判断？
- 第一种情况说明多次调用外函数生成的不同闭包函数没有共享name变量
- 第二种情况说明外函数内部循环生成的多个内函数共享 i 局部变量
- 第三种情况说明a 、b为两个 不同闭包 函数，同一闭包函数 a 多次调用 共享 i 变量，a b之间不共享。
可以总结出记住三个闭包共享变量的原则
- 调用外函数，就会生成内函数和外函数的局部变量组成的闭包。每调用一次生成一个闭包函数。不同闭包函数之间内存空间彼此独立。
- 调用同一个闭包函数多次，共享内存空间，即外函数的局部变量值。
- 第二种情况for循环。没有调用外函数，只是将内函数存到了数组中，故并没有生成3个独立的闭包函数。而是3个内函数共享一个外函数局部变量，即3个内函数和外函数局部变量组成了一个整体的闭包环境。
简记：调用一次外函数，生成一个独立的闭包环境；外函数内部生成多个内函数，那么多个内函数共用一个闭包环境。
5.闭包应用场景
应用场景主要就两个
- 在内存中维持变量：如果缓存数据、柯里化
- 保护函数内的变量安全：如迭代器、生成器。
场景一：保存局部变量在内存中
闭包很有用，因为它允许将函数与其所操作的某些数据（环境）关联起来。这显然类似于面向对象编程。在面向对象编程中，对象允许我们将某些数据（对象的属性）与一个或者多个方法相关联。
因此，通常你使用只有一个方法的对象的地方，都可以使用闭包。
在 Web 中，你想要这样做的情况特别常见。大部分我们所写的 JavaScript 代码都是基于事件的 — 定义某种行为，然后将其添加到用户触发的事件之上（比如点击或者按键）。我们的代码通常作为回调：为响应事件而执行的函数。
假如，我们想在页面上添加一些可以调整字号的按钮。一种方法是以像素为单位指定 body 元素的 font-size，然后通过相对的 em 单位设置页面中其它元素（例如header）的字号：
body {
font-family: Helvetica, Arial, sans-serif;
font-size: 12px;
}
h1 {
font-size: 1.5em;
}
h2 {
font-size: 1.2em;
}我们的文本尺寸调整按钮可以修改 body 元素的 font-size 属性，由于我们使用相对单位，页面中的其它元素也会相应地调整。
以下是 JavaScript：
function makeSizer(size) {
return function() {
document.body.style.fontSize = size + 'px';
};
}
var size12 = makeSizer(12);
var size14 = makeSizer(14);
var size16 = makeSizer(16);size12，size14 和 size16 三个函数将分别把 body 文本调整为 12，14，16 像素。我们可以将它们分别添加到按钮的点击事件上。如下所示：
document.getElementById('size-12').onclick = size12; document.getElementById('size-14').onclick = size14; document.getElementById('size-16').onclick = size16; <a href="#" id="size-12">12</a> <a href="#" id="size-14">14</a> <a href="#" id="size-16">16</a>
场景二：用闭包模拟私有方法，保护局部变量
编程语言中，比如 Java，是支持将方法声明为私有的，即它们只能被同一个类中的其它方法所调用。
而 JavaScript 没有这种原生支持，但我们可以使用闭包来模拟私有方法。私有方法不仅仅有利于限制对代码的访问：还提供了管理全局命名空间的强大能力，避免非核心的方法弄乱了代码的公共接口部分。
下面的示例展现了如何使用闭包来定义公共函数，并令其可以访问私有函数和变量。这个方式也称为 模块模式（module pattern）：
var Counter = (function() {
var privateCounter = 0;
function changeBy(val) {
privateCounter += val;
}
return {
increment: function() {
changeBy(1);
},
decrement: function() {
changeBy(-1);
},
value: function() {
return privateCounter;
}
}
})();
console.log(Counter.value()); /* logs 0 */
Counter.increment();
Counter.increment();
console.log(Counter.value()); /* logs 2 */
Counter.decrement();
console.log(Counter.value()); /* logs 1 */
可以将上面的代码拆分成两部分：(function(){}) 和 () 。第1个() 是一个表达式，而这个表达式本身是一个匿名函数，所以在这个表达式后面加 () 就表示执行这个匿名函数。
在之前的示例中，每个闭包都有它自己的词法环境；而这次我们只创建了一个词法环境，为三个函数所共享：Counter.increment，Counter.decrement 和 Counter.value。
该共享环境创建于一个立即执行的匿名函数体内。这个环境中包含两个私有项：名为 privateCounter 的变量和名为 changeBy 的函数。这两项都无法在这个匿名函数外部直接访问。必须通过匿名函数 返回的三个公共函数访问。
这三个公共函数是共享同一个环境的闭包。多亏 JavaScript 的词法作用域，它们都可以访问 privateCounter 变量和 changeBy 函数。
你应该注意到我们定义了一个匿名函数，用于创建一个计数器。我们立即执行了这个匿名函数，并将他的值赋给了变量Counter。我们可以把这个函数储存在另外一个变量makeCounter中，并用他来创建多个计数器。
var makeCounter = function() {
var privateCounter = 0;
function changeBy(val) {
privateCounter += val;
}
return {
increment: function() {
changeBy(1);
},
decrement: function() {
changeBy(-1);
},
value: function() {
return privateCounter;
}
}
};
var Counter1 = makeCounter();
var Counter2 = makeCounter();
console.log(Counter1.value()); /* logs 0 */
Counter1.increment();
Counter1.increment();
console.log(Counter1.value()); /* logs 2 */
Counter1.decrement();
console.log(Counter1.value()); /* logs 1 */
console.log(Counter2.value()); /* logs 0 */
请注意两个计数器 Counter1 和 Counter2 是如何维护它们各自的独立性的。每个闭包都是引用自己词法作用域内的变量 privateCounter 。
每次调用其中一个计数器时，通过改变这个变量的值，会改变这个闭包的词法环境。然而在一个闭包内对变量的修改，不会影响到另外一个闭包中的变量。
以这种方式使用闭包，提供了许多与面向对象编程相关的好处 —— 特别是数据隐藏和封装。
6.循环中创建闭包的一个常见错误
在 ECMAScript 2015 引入 let 关键字 之前，在循环中有一个常见的闭包创建错误。参考下面的示例：
<p id="help">Helpful notes will appear here</p>
<p>E-mail: <input type="text" id="email" name="email"></p>
<p>Name: <input type="text" id="name" name="name"></p>
<p>Age: <input type="text" id="age" name="age"></p>
function showHelp(help) {
document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function setupHelp() {
var helpText = [
{'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
{'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
{'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
];
for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
var item = helpText[i];
document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
showHelp(item.help);
}
}
}
setupHelp();
//一、将function直接返回，会发生闭包
//二、将函数赋值给一个变量，此变量函数外部使用，此时也是闭包。比如，数组、多个变量等。 举例下面也是闭包情况。
var arr = []
for (var i = 0; i < 10; i++) {
arr[i] = function(){console.log(i)}
}
arr[6]（）此时也是闭包，将十个匿名函数+i组成了一个闭包返回。
数组 helpText 中定义了三个有用的提示信息，每一个都关联于对应的文档中的input 的 ID。通过循环这三项定义，依次为相应input添加了一个 onfocus 事件处理函数，以便显示帮助信息。
运行这段代码后，您会发现它没有达到想要的效果。无论焦点在哪个input上，显示的都是关于年龄的信息。
原因是赋值给 onfocus 的是闭包。这些闭包是由他们的函数定义和在 setupHelp 作用域中捕获的环境所组成的。这三个闭包在循环中被创建，但他们共享了同一个词法作用域，在这个作用域中存在一个变量item。这是因为变量item使用var进行声明，由于变量提升，所以具有函数作用域。当onfocus的回调执行时，item.help的值被决定。由于循环在事件触发之前早已执行完毕，变量对象item（被三个闭包所共享）已经指向了helpText的最后一项。
解决这个问题的一种方案是使用更多的闭包：特别是使用前面所述的函数工厂：
function showHelp(help) {
document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function makeHelpCallback(help) {
return function() {
showHelp(help);
};
}
function setupHelp() {
var helpText = [
{'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
{'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
{'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
];
for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
var item = helpText[i];
document.getElementById(item.id).onfocus = makeHelpCallback(item.help);
}
}
setupHelp();
这段代码可以如我们所期望的那样工作。所有的回调不再共享同一个环境， makeHelpCallback 函数为每一个回调创建一个新的词法环境。在这些环境中，help 指向 helpText 数组中对应的字符串。
另一种方法使用了匿名闭包：
function showHelp(help) {
document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function setupHelp() {
var helpText = [
{'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
{'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
{'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
];
for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
(function() {
var item = helpText[i];
document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
showHelp(item.help);
}
})(); // 马上把当前循环项的item与事件回调相关联起来
}
}
setupHelp();
如果不想使用过多的闭包，你可以用ES2015引入的let关键词：
function showHelp(help) {
document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function setupHelp() {
var helpText = [
{'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
{'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
{'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
];
for (var i = 0; i < helpText.length; i++) {
let item = helpText[i];
document.getElementById(item.id).onfocus = function() {
showHelp(item.help);
}
}
}
setupHelp();
这个例子使用let而不是var，因此每个闭包都绑定了块作用域的变量，这意味着不再需要额外的闭包。
另一个可选方案是使用 forEach()来遍历helpText数组，如下所示：
function showHelp(help) {
document.getElementById('help').innerHTML = help;
}
function setupHelp() {
var helpText = [
{'id': 'email', 'help': 'Your e-mail address'},
{'id': 'name', 'help': 'Your full name'},
{'id': 'age', 'help': 'Your age (you must be over 16)'}
];
helpText.forEach(function(text) {
document.getElementById(text.id).onfocus = function() {
showHelp(text.help);
}
});
}
setupHelp();
7.性能考量
如果不是某些特定任务需要使用闭包，在其它函数中创建函数是不明智的，因为闭包在处理速度和内存消耗方面对脚本性能具有负面影响。
但是如果某个函数需要不停新建，那么使用闭包保存到内存中对性能有好处。
释放闭包只需要将引用闭包的函数置为null即可。
8.闭包注意事项
第一：多个内函数引用同一局部变量
function outer() {
var result = [];
for （var i = 0； i<10; i++）{
result.[i] = function () {
console.info(i)
}
}
return result
}
看样子result每个闭包函数对打印对应数字，1,2,3,4,...,10, 实际不是，因为每个闭包函数访问变量i是outer执行环境下的变量i，随着循环的结束，i已经变成10了，所以执行每个闭包函数，结果打印10， 10， ..., 10
怎么解决这个问题呢？
function outer() {
var result = [];
for （var i = 0； i<10; i++）{
result.[i] = function (num) {
return function() {
console.info(num); // 此时访问的num，是上层函数执行环境的num，数组有10个函数对象，每个对象的执行环境下的number都不一样
}
}(i)
}
return result
}
第二: this指向问题
var object = {
name: ''object"，
getName： function() {
return function() {
console.info(this.name)
}
}
}
object.getName()() // underfined
// 因为里面的闭包函数是在window作用域下执行的，也就是说，this指向windows
第三：内存泄露问题
function showId() {
var el = document.getElementById("app")
el.onclick = function(){
aler(el.id) // 这样会导致闭包引用外层的el，当执行完showId后，el无法释放
}
}
// 改成下面
function showId() {
var el = document.getElementById("app")
var id = el.id
el.onclick = function(){
aler(id) // 这样会导致闭包引用外层的el，当执行完showId后，el无法释放
}
el = null // 主动释放el
}
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