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前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

PHPz
PHPz原創
2017-04-04 17:49:012069瀏覽

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

配圖與本文無關

在前端開發中，有一個非常重要的技能，叫做斷點調試。

在chrome的開發者工具中，透過斷點調試，我們能夠非常方便的一步一步的觀察JavaScript的執行過程，直觀感知函數呼叫棧，作用域鏈，變數物件，閉包，this等關鍵資訊的變化。因此，斷點偵錯對於快速定位程式碼錯誤，快速了解程式碼的執行過程有著非常重要的作用，這也是我們前端開發者必不可少的一個高階技能。

當然如果你對JavaScript的這些基礎概念[執行上下文，變數對象，閉包，this等]了解還不夠的話，想要透徹掌握斷點調試可能會有一些困難。但好在前面幾篇文章，我都對這些概念進行了詳細的概述，因此要掌握這個技能，對大家來說，應該是比較輕鬆的。

為了幫助大家對於this與閉包有更好的了解，也因為上一篇文章裡對閉包的定義有一點偏差，因此這篇文章裡我就以閉包有關的例子來進行斷點調試的學習，以便大家及時糾正。在這裡認個錯，誤導大家了，求輕噴~ ~

一、基礎概念回顧

函數在被呼叫執行時，會創建一個當前函數的執行上下文。在該執行上下文的建立階段，變數物件、作用域鏈、閉包、this指向會分別被確定。而一個JavaScript程式中一般來說會有多個函數，JavaScript引擎使用函數呼叫堆疊來管理這些函數的呼叫順序。函數呼叫棧的呼叫順序與堆疊資料結構一致。

二、認識斷點偵錯工具

在盡量新版本的chrome瀏覽器中（不確定你用的舊版與我的一致），調出chrome瀏覽器的開發者工具。 

浏览器右上角竖着的三点 -> 更多工具 -> 开发者工具 -> Sources

介面如圖。

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

斷點偵錯介面

在我的demo中，我把程式碼放在app.js中，在index.html中引入。我們暫時只需要注意截圖中紅色箭頭的地方。在最右側上方​​，有一排圖示。我們可以透過使用他們來控制函數的執行順序。從左到右他們依序是：

  • resume/pause script execution
    恢復/暫停腳本執行

  • next function call
    跨過，實際表現是不遇到函數時，執行下一步。遇到函數時，不進入函數直接執行下一步。

  • step into next function call
    #跨入，實際表現為不遇到函數時，執行下一步。遇到函數時，進入函數執行上下文。

  • step out of current function
    跳出目前函數

  • ##deactivate

    breakpoints停用斷點

  • don't pause on

    exceptions不暫停異常捕獲

其中跨過，跨入，跳出是我使用最多的三個操作。

上圖右側第二個紅色箭頭指向的是函數呼叫堆疊（call Stack），這裡會顯示程式碼執行過程中，呼叫堆疊的變化。

右側第三個紅色箭頭指向的是作用域鏈（Scope），這裡會顯示目前函數的作用域鏈。其中Local表示目前的局部變數對象，Closure表示目前作用域鏈中的閉包。借助此處的作用域鏈展示，我們可以很直觀的判斷出一個例子中，到底誰是閉包，對於閉包的深入了解具有非常重要的幫助作用。

三、斷點設定
在顯示程式碼行數的地方點擊，即可設定一個斷點。斷點設定有以下幾個特點：

  • 在單獨的變數宣告(如果沒有賦值)，函數宣告的那一行，無法設定斷點。

  • 設定斷點後重新整理頁面，JavaScript程式碼會執行到斷點位置處暫停執行，然後我們就可以使用上邊介紹過的幾個動作開始偵錯了。

  • 当你设置多个断点时，chrome工具会自动判断从最早执行的那个断点开始执行，因此我一般都是设置一个断点就行了。

四、实例

接下来，我们借助一些实例，来使用断点调试工具，看一看，我们的demo函数，在执行过程中的具体表现。

// demo01

var fn;
function foo() {
    var a = 2;
    function baz() { 
        console.log( a );
    }
    fn = baz; 
}
function bar() {
    fn(); 
}

foo();
bar(); // 2

在向下阅读之前，我们可以停下来思考一下，这个例子中，谁是闭包？

这是来自《你不知道的js》中的一个例子。由于在使用断点调试过程中，发现chrome浏览器理解的闭包与该例子中所理解的闭包不太一致，因此专门挑出来，供大家参考。我个人更加倾向于chrome中的理解。

  • 第一步：设置断点，然后刷新页面。

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设置断点

  • 第二步：点击上图红色箭头指向的按钮（step into），该按钮的作用会根据代码执行顺序，一步一步向下执行。在点击的过程中，我们要注意观察下方call stack 与 scope的变化，以及函数执行位置的变化。

一步一步执行，当函数执行到上例子中

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baz函数被调用执行，foo形成了闭包

我们可以看到，在chrome工具的理解中，由于在foo内部声明的baz函数在调用时访问了它的变量a，因此foo成为了闭包。这好像和我们学习到的知识不太一样。我们来看看在《你不知道的js》这本书中的例子中的理解。

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你不知道的js中的例子

书中的注释可以明显的看出，作者认为fn为闭包。即baz，这和chrome工具中明显是不一样的。

而在备受大家推崇的《JavaScript高级编程》一书中，是这样定义闭包。

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JavaScript高级编程中闭包的定义

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

书中作者将自己理解的闭包与包含函数所区分

这里chrome中理解的闭包，与我所阅读的这几本书中的理解的闭包不一样。具体这里我先不下结论，但是我心中更加偏向于相信chrome浏览器。

我们修改一下demo01中的例子，来看看一个非常有意思的变化。

// demo02
var fn;
var m = 20;
function foo() {
    var a = 2;
    function baz(a) { 
        console.log(a);
    }
    fn = baz; 
}
function bar() {
    fn(m); 
}

foo();
bar(); // 20

这个例子在demo01的基础上，我在baz函数中传入一个参数，并打印出来。在调用时，我将全局的变量m传入。输出结果变为20。在使用断点调试看看作用域链。

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闭包没了，作用域链中没有包含foo了。

是不是结果有点意外，闭包没了，作用域链中没有包含foo了。我靠，跟我们理解的好像又有点不一样。所以通过这个对比，我们可以确定闭包的形成需要两个条件。

  • 在函数内部创建新的函数；

  • 新的函数在执行时，访问了函数的变量对象；

还有更有意思的。

我们继续来看看一个例子。

// demo03

function foo() {
    var a = 2;

    return function bar() {
        var b = 9;

        return function fn() {
            console.log(a);
        }
    }
}

var bar = foo();
var fn = bar();
fn();

在这个例子中，fn只访问了foo中的a变量，因此它的闭包只有foo。

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闭包只有foo

修改一下demo03，我们在fn中也访问bar中b变量试试看。

// demo04

function foo() {
    var a = 2;

    return function bar() {
        var b = 9;

        return function fn() {
            console.log(a, b);
        }
    }
}

var bar = foo();
var fn = bar();
fn();

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

这个时候闭包变成了两个

这个时候，闭包变成了两个。分别是bar，foo。

我们知道，闭包在模块中的应用非常重要。因此，我们来一个模块的例子，也用断点工具来观察一下。

// demo05
(function() {

    var a = 10;
    var b = 20;

    var test = {
        m: 20,
        add: function(x) {
            return a + x;
        },
        sum: function() {
            return a + b + this.m;
        },
        mark: function(k, j) {
            return k + j;
        }
    }

    window.test = test;

})();

test.add(100);
test.sum();
test.mark();

var _mark = test.mark;
_mark();

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

add执行时，闭包为外层的自执行函数，this指向test

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

sum执行时，同上

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

mark执行时，闭包为外层的自执行函数，this指向test

前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包

_mark执行时，闭包为外层的自执行函数，this指向window

注意：这里的this指向显示为Object或者Window，大写开头，他们表示的是实例的构造函数，实际上this是指向的具体实例

test.mark能形成闭包，跟下面的补充例子（demo07）情况是一样的。

我们还可以结合点断调试的方式，来理解那些困扰我们很久的this指向。随时观察this的指向，在实际开发调试中非常有用。

// demo06

var a = 10;
var obj = {
    a: 20
}

function fn () {
    console.log(this.a);
}

fn.call(obj); // 20

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this指向obj

补充一个例子

// demo07
function foo() {
    var a = 10;

    function fn1() {
        return a;
    }

    function fn2() {
        return 10;
    }

    fn2();
}

foo();

这个例子，和其他例子不太一样。虽然fn2并没有访问到foo的变量，但是foo执行时仍然变成了闭包。而当我将fn1的声明去掉时，闭包便不会出现了。我暂时也不知道应该如何解释这种情况。只能大概知道与fn1有关，可能浏览器在实现时就认为只要存在访问上层作用域的可能性，就会被当成一个闭包吧。所以暂时就只能将它作为一个特例记住。

更多的例子，大家可以自行尝试，总之，学会了使用断点调试之后，我们就能够很轻松的了解一段代码的执行过程了。这对快速定位错误，快速了解他人的代码都有非常巨大的帮助。大家一定要动手实践，把它给学会。

最后，根据以上的摸索情况，再次总结一下闭包：

  • 闭包是在函数被调用执行的时候才被确认创建的。

  • 闭包的形成，与作用域链的访问顺序有直接关系。

  • 只有内部函数访问了上层作用域链中的变量对象时，才会形成闭包，因此，我们可以利用闭包来访问函数内部的变量。

  • chrome中理解的闭包，与《你不知道的js》与《JavaScript高级编程》中的闭包理解有很大不同，我个人更加倾向于相信chrome。这里就不妄下结论了，大家可以根据我的思路，探索后自行确认。在之前一篇文中我根据从书中学到的下了定义，应该是错了，目前已经修改，对不起大家了。

大家也可以根据我提供的这个方法，对其他的例子进行更多的测试，如果发现我的结论有不对的地方，欢迎指出，大家相互学习进步，谢谢大家。

以上是前端進階（六）：觀察函數呼叫堆疊、作用域鏈與閉包的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！

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