js 闭包

 最近在网上查阅了不少Javascript闭包(closure)相关的资料，写的大多是非常的学术和专业。对于初学者来说别说理解闭包了，就连文字叙述都很难看懂。撰写此文的目的就是用最通俗的文字揭开Javascript闭包的真实面目。

　　一、什么是闭包？

　　“官方”的解释是：所谓“闭包”，指的是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式（通常是一个函数），因而这些变量也是该表达式的一部分。

　　相信很少有人能直接看懂这句话，因为他描述的太学术。我想用如何在Javascript中创建一个闭包来告诉你什么是闭包，因为跳过闭包的创建过程直接理解闭包的定义是非常困难的。看下面这段代码：

    function a(){
      var i=0;
      function b(){
        alert(++i);
      }
      return b;
    }
    var c = a();
    c();

　　这段代码有两个特点：

　　1、函数b嵌套在函数a内部；

　　2、函数a返回函数b。

　　这样在执行完var c=a()后，变量c实际上是指向了函数b，再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就创建了一个闭包，为什么？因为函数a外的变量c引用了函数a内的函数b，就是说：

　　当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候，就创建了一个闭包。

　　我猜想你一定还是不理解闭包，因为你不知道闭包有什么作用，下面让我们继续探索。

　　二、闭包有什么作用？

　　简而言之，闭包的作用就是在a执行完并返回后，闭包使得Javascript的垃圾回收机制GC不会收回a所占用的资源，因为a的内部函数b的执行需要依赖a中的变量。这是对闭包作用的非常直白的描述，不专业也不严谨，但大概意思就是这样，理解闭包需要循序渐进的过程。

在上面的例子中，由于闭包的存在使得函数a返回后，a中的i始终存在，这样每次执行c()，i都是自加1后alert出i的值。

　　那 么我们来想象另一种情况，如果a返回的不是函数b，情况就完全不同了。因为a执行完后，b没有被返回给a的外界，只是被a所引用，而此时a也只会被b引 用，因此函数a和b互相引用但又不被外界打扰(被外界引用)，函数a和b就会被GC回收。(关于Javascript的垃圾回收机制将在后面详细介绍)

　　三、闭包内的微观世界

　　如 果要更加深入的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系，我们需要引入另外几个概念：函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、作用域(scope)、作用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。

　　1、当定义函数a的时候，js解释器会将函数a的作用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的“环境”，如果a是一个全局函数，则scope chain中只有window对象。

　　2、当函数a执行的时候，a会进入相应的执行环境(excution context)。

　　3、在创建执行环境的过程中，首先会为a添加一个scope属性，即a的作用域，其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域链。

　　4、然后执行环境会创建一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象，但它不具有原型而且不能通过JavaScript代码直接访问。创建完活动对象后，把活动对象添加到a的作用域链的最顶端。此时a的作用域链包含了两个对象：a的活动对象和window对象。

　　5、下一步是在活动对象上添加一个arguments属性，它保存着调用函数a时所传递的参数。

　　6、最后把所有函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中，完成了函数b的的定义，因此如同第3步，函数b的作用域链被设置为b所被定义的环境，即a的作用域。

用方法描述，即   var c = a('x');

等同于  var c = { };

   a.apply(c,['x']); 

 

　　到此，整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c，又函数b的作用域链包含了对函数a的活动对象的引用，也就是说b可以访问到a中定义的所有变量和函数。函数b被c引用，函数b又依赖函数a，因此函数a在返回后不会被GC回收。

　　当函数b执行的时候亦会像以上步骤一样。因此，执行时b的作用域链包含了3个对象：b的活动对象、a的活动对象和window对象，如下图所示：

　　如图所示，当在函数b中访问一个变量的时候，搜索顺序是先搜索自身的活动对象，如果存在则返回，如果不存在将继续搜索函数a的活动对象，依 次查找，直到找到为止。如果整个作用域链上都无法找到，则返回undefined。如果函数b存在prototype原型对象，则在查找完自身的活动对象 后先查找自身的原型对象，再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。

　　四、闭包的应用场景

　　1、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。（i 是局部变量，外部不能直接访问）

　　2、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。

　　以上两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

 

 

 

闭包的好处：

7.2闭包的用途

现在，闭包的概念已经清晰了，我们来看看闭包的用途。事实上，通过使用闭包，我们可以做很多事情。比如模拟面向对象的代码风格；更优雅，更简洁的表达出代码；在某些方面提升代码的执行效率。

7.2.1 匿名自执行函数

上一节中的例子，事实上就是闭包的一种用途，根据前面讲到的内容可知，所有的变量，如果不加上var关键字，则默认的会添加到全局对象的属性上去，这样的临时变量加入全局对象有很多坏处，比如：别的函数可能误用这些变量；造成全局对象过于庞大，影响访问速度(因为变量的取值是需要从原型链上遍历的)。除了每次使用变量都是用var关键字外，我们在实际情况下经常遇到这样一种情况，即有的函数只需要执行一次，其内部变量无需维护，比如UI的初始化，那么我们可以使用闭包：

var datamodel = {

table : [],

tree : {}

};

(function(dm){

for(var i = 0; i < dm.table.rows; i++){

var row = dm.table.rows[i];

for(var j = 0; j < row.cells; i++){

drawCell(i, j);

}

}

//build dm.tree

})(datamodel);

我们创建了一个匿名的函数，并立即执行它，由于外部无法引用它内部的变量，因此在

JavaScript 内核 第 0 版

作者 abruzzi 保留一切权利，详细信息请参看本电子版首页 72 / 107

执行完后很快就会被释放，关键是这种机制不会污染全局对象。

7.2.2缓存

再来看一个例子，设想我们有一个处理过程很耗时的函数对象，每次调用都会花费很长时间，那么我们就需要将计算出来的值存储起来，当调用这个函数的时候，首先在缓存中查找，如果找不到，则进行计算，然后更新缓存并返回值，如果找到了，直接返回查找到的值即可。闭包正是可以做到这一点，因为它不会释放外部的引用，从而函数内部的值可以得以保留。

var CachedSearchBox = (function(){

var cache = {},

count = [];

return {

attachSearchBox : function(dsid){

if(dsid in cache){//如果结果在缓存中

return cache[dsid];//直接返回缓存中的对象

}

var fsb = new uikit.webctrl.SearchBox(dsid);//新建

cache[dsid] = fsb;//更新缓存

if(count.length > 100){//保正缓存的大小<=100

delete cache[count.shift()];

}

return fsb;

},

clearSearchBox : function(dsid){

if(dsid in cache){

cache[dsid].clearSelection();

}

}

};

})();

CachedSearchBox.attachSearchBox("input1");

这样，当我们第二次调用CachedSearchBox.attachSerachBox(“input1”)的时候，我们就可以从缓存中取道该对象，而不用再去创建一个新的searchbox对象。

7.2.3 实现封装

可以先来看一个关于封装的例子，在person之外的地方无法访问其内部的变量，而通过提供闭包的形式来访问：

JavaScript 内核 第 0 版

作者 abruzzi 保留一切权利，详细信息请参看本电子版首页 73 / 107

var person = function(){

//变量作用域为函数内部，外部无法访问

var name = "default";

return {

getName : function(){

return name;

},

setName : function(newName){

name = newName;

}

}

}();

print(person.name);//直接访问，结果为undefined

print(person.getName());

person.setName("abruzzi");

print(person.getName());

得到结果如下：

undefined

default

abruzzi

闭包的另一个重要用途是实现面向对象中的对象，传统的对象语言都提供类的模板机制，这样不同的对象(类的实例)拥有独立的成员及状态，互不干涉。虽然JavaScript中没有类这样的机制，但是通过使用闭包，我们可以模拟出这样的机制。还是以上边的例子来讲：

function Person(){

var name = "default";

return {

getName : function(){

return name;

},

setName : function(newName){

name = newName;

}

}

};

JavaScript 内核 第 0 版

作者 abruzzi 保留一切权利，详细信息请参看本电子版首页 74 / 107

var john = Person();

print(john.getName());

john.setName("john");

print(john.getName());

var jack = Person();

print(jack.getName());

jack.setName("jack");

print(jack.getName());

运行结果如下：

default

john

default

jack

由此代码可知，john和jack都可以称为是Person这个类的实例，因为这两个实例对name这个成员的访问是独立的，互不影响的。

事实上，在函数式的程序设计中，会大量的用到闭包，我们将在第八章讨论函数式编程，在那里我们会再次探讨闭包的作用。