JavaScript 闭包
一、变量的作用域
要理解闭包,首先必须理解Javascript特殊的变量作用域。
变量的作用域无非就是两种:全局变量和局部变量。
Javascript语言的特殊之处,就在于函数内部可以直接读取全局变量。
二、如何从外部读取局部变量?
出于种种原因,我们有时候需要得到函数内的局部变量。正常情况下,这是办不到的,只有通过变通方法才能实现,那就是在函数的内部,再定义一个函数。
function f1(){ var n=999; function f2(){ console.log(n); // 999 } }
在上面的代码中,函数f2就被包括在函数f1内部,这时f1内部的所有局部变量,对f2都是可见的。但是反过来就不行,f2内部的局部变量,对f1就是不可见的。
这就是Javascript语言特有的"链式作用域"结构(chain scope),子对象会一级一级地向上寻找所有父对象的变量。所以,父对象的所有变量,对子对象都是可见的,反之则不成立。
既然f2可以读取f1中的局部变量,那么只要把f2作为返回值,我们不就可以在f1外部读取它的内部变量了吗!
function f1(){ var n=999; function f2(){ console.log(n); } return f2; } var result=f1(); result(); // 999
三、闭包的概念
各种专业文献上的"闭包"(closure)定义非常抽象,很难看懂。我的理解是,闭包就是能够读取其他函数内部变量的函数。
由于在Javascript语言中,只有函数内部的子函数才能读取局部变量,因此可以把闭包简单理解成"定义在一个函数内部的函数"。
所以,在本质上,闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。
四、闭包的原理
函数执行分成两个阶段(预编译阶段和执行阶段)。
- 在预编译阶段,如果发现内部函数使用了外部函数的变量,则会在内存中创建一个“闭包”对象并保存对应变量值,如果已存在“闭包”,则只需要增加对应属性值即可。
- 执行完后,函数执行上下文会被销毁,函数对“闭包”对象的引用也会被销毁,但其内部函数还持用该“闭包”的引用,所以内部函数可以继续使用“外部函数”中的变量
利用了函数作用域链的特性,一个函数内部定义的函数会将包含外部函数的活动对象添加到它的作用域链中,函数执行完毕,其执行作用域链销毁,但因内部函数的作用域链仍然在引用这个活动对象,所以其活动对象不会被销毁,直到内部函数被烧毁后才被销毁。
五、闭包的优缺点
闭包可以用在许多地方。它的最大用处有两个,一个是前面提到的可以读取函数内部的变量,另一个就是让这些变量的值始终保持在内存中。
优点:
- 可以从内部函数访问外部函数的作用域中的变量,且访问到的变量长期驻扎在内存中,可供之后使用。
- 避免变量污染全局。
- 把变量存到独立的作用域,作为私有成员存在。
缺点:
- 对内存消耗有负面影响。因内部函数保存了对外部变量的引用,导致无法被垃圾回收,增大内存使用量,所以使用不当会导致内存泄漏。
- 对处理速度具有负面影响。闭包的层级决定了引用的外部变量在查找时经过的作用域链长度。
function f1(){ var n=999; nAdd=function(){n+=1} function f2(){ console.log(n); } return f2; } var result=f1(); result(); // 999 nAdd(); result(); // 1000
在这段代码中,result实际上就是闭包f2函数。它一共运行了两次,第一次的值是999,第二次的值是1000。这证明了,函数f1中的局部变量n一直保存在内存中,并没有在f1调用后被自动清除。
为什么会这样呢?原因就在于f1是f2的父函数,而f2被赋给了一个全局变量,这导致f2始终在内存中,而f2的存在依赖于f1,因此f1也始终在内存中,不会在调用结束后,被垃圾回收机制(garbage collection)回收。
这段代码中另一个值得注意的地方,就是"nAdd=function(){n+=1}"这一行,首先在nAdd前面没有使用var关键字,因此nAdd是一个全局变量,而不是局部变量。其次,nAdd的值是一个匿名函数(anonymous function),而这个匿名函数本身也是一个闭包,所以nAdd相当于是一个setter,可以在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。