为什么nodejs(javascript)运行时能访问到定义时的变量-闭包
异步回调的运行上下文保持(称状态保持),我看一段代码来说明何为状态保持.
//传统同步写法:将查询和结果打印抽象为一个方法 function main(){ var id = "1"; var name = db.query("selcect name from persons where id=" + id); output("person id:" + id + ", name:" + name);} main();前面的写法在传统的阻塞是编程中非常常见,但接下来进行异步改写时会遇到一些困扰.
//异步写法: function main(){ var id = "1"; db.query("selcect name from persons where id=" + id,function(name){ output("person id:" + id + ", name:" + name);//n秒后数据返回后执行回调 });} main();细心的同学可以注意到,当等待了n秒数据查询结果返回后执行回调时.回调函数中却仍然使用了main函数的局部变量”id”,而”id”已经在n秒前走出了其作用域,这是为什么呢?熟悉JavaScript的同学会淡然告诉您:”这是闭包(closures)~”.
其实在复杂的应用中,我们一定会遇到这类场景.即在函数运行时需要访问函数定义时的上下文数据(注意:一定要区分函数定义时和函数运行时这样的字眼和其代表的意义,不然很快就会糊涂).而在异步编程中,函数的定义和运行又分处不同的时间段,那么保持上下文的问题变得更加突出了.
在这个例子中,db.query作为一个公共的数据库查询方法,把”id”这个业务数据传入给db.query,交由其保存是不太合适的.但聪明的同学们可以抽象一下,让db.query再支持一个需要保持状态的数据对象传入,当数据查询完毕后可以把这些状态数据原封不动的回传.如下:
function main(){ var id = "1"; var currentState = new Object(); currentState.person_id = id; db.query("selcect name from persons where id=" + id, function(name,state){ output("person id:" + state.person_id + ", name:" + name); },currentState);//注意currentState是db.query的第三个参数} main();记住这种重要的思路,我们再看看是否还能进一步的抽象?可以的,不过接下的动作之前,我们先要了解在JavaScript中一个函数也是一个对象.一个函数实例fn除了具备可函数体的定义之外,仍然可以在这个函数对象实例之上扩展属性,如fn.a=1;受到这个启发我们尝试把需要保持的状态直接绑定到函数实例上.
function main(){ var id = "1"; var currentState = new Object(); currentState.person_id = id; function onDataLoad(name){ output("person id:" + onDataLoad.state.person_id + ", name:" + name); } onDataLoad.state = currentState ;//为函数指定state属性,用于保持状态 db.query("selcect name from persons where id=" + id, onDataLoad);}我们做了什么?生成了currentState对象,然后在函数onDataLoad定义时,将currentState绑定给onDataLoad这个函数实例.那么在onDataLoad运行时,就可以拿到定义时的state对象了.而闭包就是内置了这个过程而已.
在每个函数运行时,都有一个运行时对象称为Execution context,它包含如下variable object(VO,变量对象),scope chain(作用域链)和thisValue三部分.详见ECMA-262 JavaScript. The Core
其中变量对象VO,包含了所有局部变量的引用.对于main函数,局部变量”id”存储在VO.id内.看起来用VO来代替我们的currentSate最合适了.但main函数还可能嵌套在其他函数之内,所以我们需要ScopeChain,它是一个包含当前运行函数VO和其所有父函数scope的数组.
所以在这个例子中,在onDataLoad函数定义时,就为默认为其绑定了一个[[scope]]属性指向其父函数的ExecutionContext的ScopeChain.而当函数onDataLoad执行时,就可以通过[[scope]]属性来访问父函数的VO对象来找到id,如果父函数的VO中没有id这个属性,就再继续向上查找其祖先的VO对象,直到找到id这个属性或到达最外层返回undefined.也正是因为这个引用,造成VO的引用计数不为0,在走出作用域时,才不会被垃圾回收.
很多人觉得闭包很难理解,其实我们只要能明确需要区分函数定义和函数运行这两个时机,记住闭包让函数在运行时能够访问到函数定义时的所处作用域内的所有变量.或者说函数定义时能访问到什么变量,那么在函数运行时通过相同的变量名一样能访问到.
关于状态保持是本文的重点,在我看到的多数NodeJS的介绍文章,并没有详解这里,我们只是知道了要解决阻塞问题,但是JavaScript解决阻塞问题的优势在哪里,做一一个前端开发,我想有必要详细解释一下.
其实说到状态保持还有一个类似的场景,比如用户从A页面提交表单到B页面,如果提交数据校验不通过,则需要返回A页面,同时保持用户在A页面填写的内容并提示用户修改不对的地方.从提交到返回显示这也是一个包含网络交互的异步过程.传统网页,用户的状态通过请求传递到服务端,交由后端状态保持(类似交给db.query的currentSate).而使用Ajax的网页,因为并未离开原页面,那么服务端只要负责校验用户提交的数据是否正确即可,发送错误,返回错误处相关信息即可,这就是所谓前端状态保持.可以看到这个场景里边服务端做的事情变少了,变纯粹了.正如我们的例子中db.query不再存储转发第三个state参数,变得更轻量.
我们看到通过JavaScript函数式语言特性,匿名函数支持和闭包很漂亮的解决了同步编程到异步编程转化过程中遇到的一系列最重要的问题.但JavaScript是否就是最好的?
参考《我为什么向后端工程师推荐NodeJS》http://note.sdo.com/u/1540150068/n/rPdcQ~jskRF0LX01Q0006C
