关于Javascript闭包的理解

yiheng

浏览: 156738 次

最近访客更多访客>>

q4444tita

fangzhuplay

li276423525

fcuppvtkd

博主相关

博客

微博

相册

留言

关于我

文章分类

社区版块

存档分类

2012-08 ( 45)
2012-07 ( 36)
2012-06 ( 23)
更多存档...

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。

　　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。

　　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。

先看看闭包的科学的定义：闭包是可以包含自由（未绑定）变量的代码块；这些变量不是在这个代码块或者任何全局上下文中定义的，而是在定义代码块的环境中定义。“闭包” 一词来源于以下两者的结合：要执行的代码块（由于自由变量的存在，相关变量引用没有释放）和为自由变量提供绑定的计算环境（作用域）。

听上去有点晕，我说说我的理解。闭包是一个受到了保护的变量空间，由内嵌函数生成。用到闭包通常是为了解决变量的作用域问题。我举两个使用闭包的例子，也许看例子比什么都明白。

例子1：循环对多个按钮绑定click事件。

不用闭包的情况：

<html>
<head>
<script type="text/javascript">
function OnLoad()
{
var arr = document.getElementsByTagName("input");
for(var i=0;i<arr.length;i++)
{
arr[i].onclick=function(){
alert(i);
}
}
}
</script>
</head>
<body onload="OnLoad()">
<input type="button" name="button" value="button1" />
<input type="button" name="button" value="button2" />
<input type="button" name="button" value="button3" />
<input type="button" name="button" value="button4" />
<input type="button" name="button" value="button5" />
<input type="button" name="button" value="button6" />
<input type="button" name="button" value="button7" />
</body>
</html>

猛点这里测试结果,你发现不管点哪个按钮，都会弹出7。原因是当你点击buttun时，循环已经执行完毕，这时候i就等于7.

再看看使用闭包的情况

<html>
<head>
<script type="text/javascript">
function OnLoad()
{
var arr = document.getElementsByTagName("input");
for(var i=0;i<arr.length;i++)
{
arr[i].onclick=closureTest(i);
}
}
function closureTest(i)
{
return function(){
alert(i);
}
}
</script>
</head>
<body onload="OnLoad()">
<input type="button" name="button" value="button1" />
<input type="button" name="button" value="button2" />
<input type="button" name="button" value="button3" />
<input type="button" name="button" value="button4" />
<input type="button" name="button" value="button5" />
<input type="button" name="button" value="button6" />
<input type="button" name="button" value="button7" />
</body>
</html>

猛点这里测试结果,你发现会像你想象的那样，button按钮一次会弹出0、1、2、3、4、5、6。这就是典型的利用闭包来影响变量的作用域的示例。当然，闭包能做很多不同的事情，但究其原理，还是通过影响变量的作用域来实现的。

闭包（closure）是Javascript语言的一个难点，也是它的特色，很多高级应用都要依靠闭包实现。

下面就是我的学习笔记，对于Javascript初学者应该是很有用的。

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。

var n=999;
function f1(){
　　alert(n);
}
f1(); // 999

另一方面，在函数外部自然无法读取函数内的局部变量。

function f1(){
　　var n=999;
}
alert(n); // error

这里有一个地方需要注意，函数内部声明变量的时候，一定要使用var命令。如果不用的话，你实际上声明了一个全局变量！

function f1(){
　　n=999;
}
f1();
alert(n); // 999

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。但是，前面已经说过了，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(){
n=999;
function f2(){
alert(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(){
n=999;
function f2(){
　　alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999

三、闭包的概念

上一节代码中的f2函数，就是闭包。

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、闭包的用途

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。

怎么来理解这句话呢？请看下面的代码。

function f1(){
　　var n=999;
　　nAdd=function(){n+=1}
　　function f2(){
　　　　alert(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。

五、使用闭包的注意点

1）由于闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中，内存消耗很大，所以不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题，在IE中可能导致内存泄露。解决方法是，在退出函数之前，将不使用的局部变量全部删除。

2）闭包会在父函数外部，改变父函数内部变量的值。所以，如果你把父函数当作对象（object）使用，把闭包当作它的公用方法（Public Method），把内部变量当作它的私有属性（private value），这时一定要小心，不要随便改变父函数内部变量的值。

六、思考题

如果你能理解下面代码的运行结果，应该就算理解闭包的运行机制了。

分享到：

断开所有用户打开的数据库连接 | 3道值得收藏的Javascript题目,你理解吗?

2012-06-07 09:49
浏览 678
评论(0)
查看更多

发表评论

您还没有登录,请您登录后再发表评论

最近访客更多访客>>

博主相关

文章分类

社区版块

存档分类

最新评论