一、什麼是閉包?
官方」的解釋是:閉包是一個擁有許多變數和綁定了這些變數的環境的表達式(通常是一個函數),因而這些變數也是該表達式的一部分。
相信很少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」。看下面這段程式碼:
function a() { var i = 0; function b() { alert(++i); } return b; } var c = a(); c();
這段程式碼有兩個特點:
1、函數b嵌套在函數a內部;
2、函數a回傳函數b。
引用關係如圖:
這樣在執行完var c=a()後,變數c其實是指向了函數b,再執行c()後就會彈出一個視窗顯示i的值(第一次為1)。這段程式碼其實就創造了一個閉包,為什麼?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的內部函數b被函數a外的一個變數引用的時候,就建立了一個閉包。
讓我們說的更透徹一些。所謂“閉包”,就是在建構函數體內定義另外的函數作為目標物件的方法函數,而這個物件的方法函數反過來引用外層函數體中的臨時變數。這使得只要目標 物件在生存期間始終能保持其方法,就能間接保持原構造函數體當時用到的臨時變數值。儘管最開始的建構函式呼叫已經結束,臨時變數的名稱也都消失了,但在目 標對象的方法內卻始終能引用到該變數的值,而且該值只能通這種方法來存取。即使再次呼叫相同的建構函數,只會產生新物件和方法,新的臨時變數只是對應新 的值,和上次那次呼叫的是各自獨立的。
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的垃圾回收機制GC不會收回a所佔用的資源,因為a的內部函數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。
那麼我們來想像另一種情況,如果a回傳的不是函數b,情況就完全不同了。因為a執行完後,b沒有被回傳給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的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)
三、閉包內的微觀世界
如果要更深入的了解閉包以及函數a和巢狀函數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)、活動物件(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。
到此,整個函數a從定義到執行的步驟就完成了。此時a回傳函數b的引用給c,又函數b的作用域鏈包含了對函數a的活動物件的引用,也就是說b可以存取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在回傳後不會被GC回收。
當函數b執行的時候也會像上述步驟一樣。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:
如图所示,当在函数b中访问一个变量的时候,搜索顺序是:
小结,本段中提到了两个重要的词语:函数的定义与执行。文中提到函数的作用域是在定义函数时候就已经确定,而不是在执行的时候确定(参看步骤1和3)。用一段代码来说明这个问题:
function f(x) { var g = function () { return x; } return g; } var h = f(1); alert(h());
这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。
假设函数h的作用域是在执行alert(h())确定的,那么此时h的作用域链是:h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
假设函数h的作用域是在定义时确定的,就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经确定了作用域。那么在执行的时候,h的作用域链为:h的活动对象->f的活动对象->window对象。
如果第一种假设成立,那输出值就是undefined;如果第二种假设成立,输出值则为1。
运行结果证明了第2个假设是正确的,说明函数的作用域确实是在定义这个函数的时候就已经确定了。
四、闭包的应用场景
保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例,函数a中i只有函数b才能访问,而无法通过其他途径访问到,因此保护了i的安全性。
在内存中维持一个变量。依然如前例,由于闭包,函数a中i的一直存在于内存中,因此每次执行c(),都会给i自加1。
通过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法(不能被外部访问)
私有属性和方法在Constructor外是无法被访问的
function Constructor(...) { var that = this; var membername = value; function membername(...) {...} }
以上3点是闭包最基本的应用场景,很多经典案例都源于此。
五、Javascript的垃圾回收机制
在Javascript中,如果一个对象不再被引用,那么这个对象就会被GC回收。如果两个对象互相引用,而不再被第3者所引用,那么这两个互相引用的对象也会被回收。因为函数a被b引用,b又被a外的c引用,这就是为什么函数a执行后不会被回收的原因。
六、结语
理解了aScript的闭包的解释和运行机制才能写出更为安全和优雅的代码,希望对大家的学习有所帮助。