閉包(closure)是Javascript語(yǔ)言的一個(gè)難點(diǎn),也是它的特色,很多高級(jí)應(yīng)用都要依靠閉包實(shí)現(xiàn)锐朴。
一或舞、變量的作用域
要理解閉包荆姆,首先必須理解JavaScript特殊的變量作用域。
變量的作用域無(wú)非就是兩種:全局變量和局部變量映凳。
Javascript語(yǔ)言的特殊之處胆筒,就在于函數(shù)內(nèi)部可以直接讀取全局變量。
var n=999;
function f1(){
alert(n);
}
f1(); // 999
另一方面诈豌,在函數(shù)外部自然無(wú)法讀取函數(shù)內(nèi)的局部變量仆救。
function f1(){
var n=999;
}
alert(n); // error
注意:函數(shù)內(nèi)部聲明變量的時(shí)候,一定要使用var命令矫渔。如果不用的話派桩,你實(shí)際上聲明了一個(gè)全局變量!
function f1(){
n=999;
}
f1();
alert(n); // 999
二蚌斩、如何從外部讀取局部變量铆惑?
出于種種原因范嘱,我們有時(shí)候需要得到函數(shù)內(nèi)的局部變量。但是员魏,前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了丑蛤,正常情況下,這是辦不到的撕阎,只有通過(guò)變通方法才能實(shí)現(xiàn)受裹。
那就是在函數(shù)的內(nèi)部,再定義一個(gè)函數(shù)虏束。
function f1(){
n=999;
function f2(){
alert(n); // 999
}
}
在上面的代碼中棉饶,函數(shù)f2就被包括在函數(shù)f1內(nèi)部,這時(shí)f1內(nèi)部的所有局部變量镇匀,對(duì)f2都是可見(jiàn)的照藻。但是反過(guò)來(lái)就不行,f2內(nèi)部的局部變量汗侵,對(duì)f1 就是不可見(jiàn)的幸缕。這就是Javascript語(yǔ)言特有的“鏈?zhǔn)阶饔糜颉苯Y(jié)構(gòu)(chain scope),
子對(duì)象會(huì)一級(jí)一級(jí)地向上尋找所有父對(duì)象的變量晰韵。所以发乔,父對(duì)象的所有變量,對(duì)子對(duì)象都是可見(jiàn)的雪猪,反之則不成立栏尚。
既然f2可以讀取f1中的局部變量,那么只要把f2作為返回值只恨,我們不就可以在f1外部讀取它的內(nèi)部變量了嗎译仗!
function f1(){
n=999;
function f2(){
alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999
三、閉包的概念
上一節(jié)代碼中的f2函數(shù)坤次,就是閉包。
各種專業(yè)文獻(xiàn)上的“閉包”(closure)定義非常抽象斥赋,很難看懂缰猴。我的理解是,閉包就是能夠讀取其他函數(shù)內(nèi)部變量的函數(shù)疤剑。
由于在Javascript語(yǔ)言中滑绒,只有函數(shù)內(nèi)部的子函數(shù)才能讀取局部變量,因此可以把閉包簡(jiǎn)單理解成“定義在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)”隘膘。
所以疑故,在本質(zhì)上,閉包就是將函數(shù)內(nèi)部和函數(shù)外部連接起來(lái)的一座橋梁弯菊。
四纵势、閉包的用途
閉包可以用在許多地方。它的最大用處有兩個(gè),一個(gè)是前面提到的可以讀取函數(shù)內(nèi)部的變量钦铁,另一個(gè)就是讓這些變量的值始終保持在內(nèi)存中软舌。
怎么來(lái)理解這句話呢?請(qǐng)看下面的代碼牛曹。
function f1(){
var n=999;
nAdd=function(){n+=1}
function f2(){
alert(n);
}
return f2;
}
var result=f1();
result(); // 999
nAdd();
result(); // 1000
在這段代碼中佛点,result實(shí)際上就是閉包f2函數(shù)。它一共運(yùn)行了兩次黎比,第一次的值是999超营,第二次的值是1000。這證明了阅虫,函數(shù)f1中的局部變量n一直保存在內(nèi)存中演闭,并沒(méi)有在f1調(diào)用后被自動(dòng)清除。
為什么會(huì)這樣呢书妻?原因就在于f1是f2的父函數(shù)船响,而f2被賦給了一個(gè)全局變量,這導(dǎo)致f2始終在內(nèi)存中躲履,而f2的存在依賴于f1见间,因此f1也始終在內(nèi)存中,不會(huì)在調(diào)用結(jié)束后工猜,被垃圾回收機(jī)制(garbage collection)回收米诉。
垃圾回收機(jī)制:在Javascript中,如果一個(gè)對(duì)象不再被引用篷帅,那么這個(gè)對(duì)象就會(huì)被GC回收史侣。如果兩個(gè)對(duì)象互相引用,而不再被第3者所引用魏身,那么這兩個(gè)互相引用的對(duì)象也會(huì)被回收惊橱。因?yàn)楹瘮?shù)a被b引用,b又被a外的c引用箭昵,這就是為什么函數(shù)a執(zhí)行后不會(huì)被回收的原因税朴。
這段代碼中另一個(gè)值得注意的地方,就是“nAdd=function(){n+=1}”這一行家制,首先在nAdd前面沒(méi)有使用var關(guān)鍵字正林,因此 nAdd是一個(gè)全局變量,而不是局部變量颤殴。其次觅廓,nAdd的值是一個(gè)匿名函數(shù)(anonymous function),而這個(gè)
匿名函數(shù)本身也是一個(gè)閉包涵但,所以nAdd相當(dāng)于是一個(gè)setter杈绸,可以在函數(shù)外部對(duì)函數(shù)內(nèi)部的局部變量進(jìn)行操作帖蔓。
五、使用閉包的注意點(diǎn)
1)由于閉包會(huì)使得函數(shù)中的變量都被保存在內(nèi)存中蝇棉,內(nèi)存消耗很大讨阻,所以不能濫用閉包,否則會(huì)造成網(wǎng)頁(yè)的性能問(wèn)題篡殷,在IE中可能導(dǎo)致內(nèi)存泄露钝吮。
解決方法:在退出函數(shù)之前,將不使用的局部變量全部刪除板辽。
2)閉包會(huì)在父函數(shù)外部奇瘦,改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值。所以劲弦,如果你把父函數(shù)當(dāng)作對(duì)象(object)使用耳标,把閉包當(dāng)作它的公用方法(Public Method),把內(nèi)部變量當(dāng)作它的私有屬性(private value)邑跪,這時(shí)一定要小心次坡,不要隨便改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值
六、思考題
如果你能理解下面代碼的運(yùn)行結(jié)果画畅,應(yīng)該就算理解閉包的運(yùn)行機(jī)制了砸琅。
var name = "The Window";
var object = {
name : "My Object",
getNameFunc : function(){
return function(){
return this.name;
};
}
};
alert(object.getNameFunc()()); //The Window
JavaScript閉包例子
function outerFun()
{
var a=0;
function innerFun()
{
a++;
alert(a);
}
}
innerFun()
上面的代碼是錯(cuò)誤的.innerFun()的作用域在outerFun()內(nèi)部,所在outerFun()外部調(diào)用它是錯(cuò)誤的.
改成如下,也就是閉包
function outerFun()
{
var a=0;
function innerFun()
{
a++;
alert(a);
}
return innerFun; //注意這里
}
var obj=outerFun();
obj(); //結(jié)果為1
obj(); //結(jié)果為2
var obj2=outerFun();
obj2(); //結(jié)果為1
obj2(); //結(jié)果為2
什么是閉包:
當(dāng)內(nèi)部函數(shù) 在定義它的作用域 的外部 被引用時(shí),就創(chuàng)建了該內(nèi)部函數(shù)的閉包 ,如果內(nèi)部函數(shù)引用了位于外部函數(shù)的變量,當(dāng)外部函數(shù)調(diào)用完畢后,這些變量在內(nèi)存不會(huì)被 釋放,因?yàn)殚]包需要它們.
再來(lái)看一個(gè)例子
function outerFun()
{
var a =0;
alert(a);
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
結(jié)果是 0,4 . 因?yàn)樵诤瘮?shù)內(nèi)部使用了var關(guān)鍵字 維護(hù)a的作用域在outFun()內(nèi)部.
再看下面的代碼:
function outerFun()
{
//沒(méi)有var
a =0;
alert(a);
}
var a=4;
outerFun();
alert(a);
結(jié)果為 0,0 真是奇怪,為什么呢?
作用域鏈?zhǔn)敲枋鲆环N路徑的術(shù)語(yǔ),沿著該路徑可以確定變量的值 .當(dāng)執(zhí)行a=0時(shí),因?yàn)闆](méi)有使用var關(guān)鍵字,因此賦值操作會(huì)沿著作用域鏈到var a=4; 并改變其值.
如果你對(duì)javascript閉包還不是很理解,那么請(qǐng)看下面轉(zhuǎn)載的文章:(轉(zhuǎn)載:http://www.felixwoo.com/archives/247)
一轴踱、什么是閉包症脂?
官方”的解釋是:閉包是一個(gè)擁有許多變量和綁定了這些變量的環(huán)境的表達(dá)式(通常是一個(gè)函數(shù)),因而這些變量也是該表達(dá)式的一部分淫僻。
相信很少有人能直接看懂這句話诱篷,因?yàn)樗枋龅奶珜W(xué)術(shù)。其實(shí)這句話通俗的來(lái)說(shuō)就是:JavaScript中所有的function都是一個(gè)閉包雳灵。不過(guò)一般來(lái)說(shuō)棕所,嵌套的function所產(chǎn)生的閉包更為強(qiáng)大,也是大部分時(shí)候我們所謂的“閉包”悯辙×帐。看下面這段代碼:
function a(){
var i = 0;
function b(){
alert(++i);
}
return b;
}
var c = a();
c();
這段代碼有兩個(gè)特點(diǎn):
1.函數(shù)b嵌套在函數(shù)a內(nèi)部;
2.函數(shù)a返回函數(shù)b
引用關(guān)系如圖:
這樣在執(zhí)行完var c=a()后笑撞,變量c實(shí)際上是指向了函數(shù)b岛啸,再執(zhí)行c()后就會(huì)彈出一個(gè)窗口顯示i的值(第一次為1)钓觉。這段代碼其實(shí)就創(chuàng)建了一個(gè)閉包茴肥,為什么?因?yàn)楹瘮?shù)a外的變量c引用了函數(shù)a內(nèi)的函數(shù)b荡灾,就是說(shuō):
當(dāng)函數(shù)a的內(nèi)部函數(shù)b被函數(shù)a外的一個(gè)變量引用的時(shí)候瓤狐,就創(chuàng)建了一個(gè)閉包瞬铸。
讓我們說(shuō)的更透徹一些。所謂“閉包”础锐,就是在構(gòu)造函數(shù)體內(nèi)定義另外的函數(shù)作為目標(biāo)對(duì)象的方法函數(shù)嗓节,而這個(gè)對(duì)象的方法函數(shù)反過(guò)來(lái)引用外層函數(shù)體中的臨時(shí)變量。這使得只要目標(biāo) 對(duì)象在生存期內(nèi)始終能保持其方法皆警,就能間接保持原構(gòu)造函數(shù)體當(dāng)時(shí)用到的臨時(shí)變量值拦宣。盡管最開(kāi)始的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用已經(jīng)結(jié)束,臨時(shí)變量的名稱也都消失了信姓,但在目 標(biāo)對(duì)象的方法內(nèi)卻始終能引用到該變量的值鸵隧,而且該值只能通這種方法來(lái)訪問(wèn)。即使再次調(diào)用相同的構(gòu)造函數(shù)意推,但只會(huì)生成新對(duì)象和方法豆瘫,新的臨時(shí)變量只是對(duì)應(yīng)新 的值,和上次那次調(diào)用的是各自獨(dú)立的菊值。
二外驱、閉包有什么作用?
簡(jiǎn)而言之腻窒,閉包的作用就是在a執(zhí)行完并返回后昵宇,閉包使得Javascript的垃圾回收機(jī)制GC不會(huì)收回a所占用的資源,因?yàn)閍的內(nèi)部函數(shù)b的執(zhí)行需要依賴a中的變量定页。這是對(duì)閉包作用的非常直白的描述趟薄,不專業(yè)也不嚴(yán)謹(jǐn),但大概意思就是這樣典徊,理解閉包需要循序漸進(jìn)的過(guò)程杭煎。
在上面的例子中,由于閉包的存在使得函數(shù)a返回后卒落,a中的i始終存在羡铲,這樣每次執(zhí)行c(),i都是自加1后alert出i的值儡毕。
那 么我們來(lái)想象另一種情況也切,如果a返回的不是函數(shù)b,情況就完全不同了腰湾。因?yàn)閍執(zhí)行完后雷恃,b沒(méi)有被返回給a的外界,只是被a所引用费坊,而此時(shí)a也只會(huì)被b引 用倒槐,因此函數(shù)a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用),函數(shù)a和b就會(huì)被GC回收附井。(關(guān)于Javascript的垃圾回收機(jī)制將在后面詳細(xì)介紹)
三讨越、閉包內(nèi)的微觀世界
如果要更加深入的了解閉包以及函數(shù)a和嵌套函數(shù)b的關(guān)系两残,我們需要引入另外幾個(gè)概念:函數(shù)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)、活動(dòng)對(duì)象(call object)把跨、作用域(scope)人弓、作用域鏈(scope chain)。以函數(shù)a從定義到執(zhí)行的過(guò)程為例闡述這幾個(gè)概念着逐。
1.當(dāng)定義函數(shù)a的時(shí)候崔赌,js解釋器會(huì)將函數(shù)a的作用域鏈(scope chain)設(shè)置為定義a時(shí)a所在的“環(huán)境”,如果a是一個(gè)全局函數(shù)耸别,則scope chain中只有window對(duì)象峰鄙。
2.當(dāng)執(zhí)行函數(shù)a的時(shí)候,a會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行環(huán)境(excution context)太雨。
3.在創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的過(guò)程中吟榴,首先會(huì)為a添加一個(gè)scope屬性,即a的作用域囊扳,其值就為第1步中的scope chain吩翻。即a.scope=a的作用域鏈。
4.然后執(zhí)行環(huán)境會(huì)創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)對(duì)象(call object)锥咸∠料梗活動(dòng)對(duì)象也是一個(gè)擁有屬性的對(duì)象,但它不具有原型而且不能通過(guò)JavaScript代碼直接訪問(wèn)搏予。創(chuàng)建完活動(dòng)對(duì)象后熊锭,把活動(dòng)對(duì)象添加到a的作用域鏈的最頂端。此時(shí)a的作用域鏈包含了兩個(gè)對(duì)象:a的活動(dòng)對(duì)象和window對(duì)象雪侥。
5.下一步是在活動(dòng)對(duì)象上添加一個(gè)arguments屬性碗殷,它保存著調(diào)用函數(shù)a時(shí)所傳遞的參數(shù)。
6.最后把所有函數(shù)a的形參和內(nèi)部的函數(shù)b的引用也添加到a的活動(dòng)對(duì)象上速缨。在這一步中锌妻,完成了函數(shù)b的的定義,因此如同第3步旬牲,函數(shù)b的作用域鏈被設(shè)置為b所被定義的環(huán)境仿粹,即a的作用域。
到此原茅,整個(gè)函數(shù)a從定義到執(zhí)行的步驟就完成了吭历。此時(shí)a返回函數(shù)b的引用給c,又函數(shù)b的作用域鏈包含了對(duì)函數(shù)a的活動(dòng)對(duì)象的引用擂橘,也就是說(shuō)b可以訪問(wèn)到a中定義的所有變量和函數(shù)晌区。函數(shù)b被c引用,函數(shù)b又依賴函數(shù)a,因此函數(shù)a在返回后不會(huì)被GC回收契讲。
當(dāng)函數(shù)b執(zhí)行的時(shí)候亦會(huì)像以上步驟一樣。因此滑频,執(zhí)行時(shí)b的作用域鏈包含了3個(gè)對(duì)象:b的活動(dòng)對(duì)象捡偏、a的活動(dòng)對(duì)象和window對(duì)象,如下圖所示:
如圖所示峡迷,當(dāng)在函數(shù)b中訪問(wèn)一個(gè)變量的時(shí)候银伟,搜索順序是:
1.先搜索自身的活動(dòng)對(duì)象,如果存在則返回绘搞,如果不存在將繼續(xù)搜索函數(shù)a的活動(dòng)對(duì)象彤避,依次查找,直到找到為止夯辖。
2.如果函數(shù)b存在prototype原型對(duì)象琉预,則在查找完自身的活動(dòng)對(duì)象后先查找自身的原型對(duì)象,再繼續(xù)查找蒿褂。這就是Javascript中的變量查找機(jī)制圆米。
3.如果整個(gè)作用域鏈上都無(wú)法找到,則返回undefined啄栓。
小結(jié)娄帖,本段中提到了兩個(gè)重要的詞語(yǔ):函數(shù)的定義與執(zhí)行。文中提到函數(shù)的作用域是在定義函數(shù)時(shí)候就已經(jīng)確定昙楚,而不是在執(zhí)行的時(shí)候確定(參看步驟1和3)近速。用一段代碼來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題:
function f() {
var g = function () {
return x;
}
return g;
}
var h = f(1);
alert(h());
這段代碼中變量h指向了f中的那個(gè)匿名函數(shù)(由g返回)。
- 假設(shè)函數(shù)h的作用域是在執(zhí)行alert(h())確定的堪旧,那么此時(shí)h的作用域鏈?zhǔn)牵篽的活動(dòng)對(duì)象->alert的活動(dòng)對(duì)象->window對(duì)象削葱。
- 假設(shè)函數(shù)h的作用域是在定義時(shí)確定的,就是說(shuō)h指向的那個(gè)匿名函數(shù)在定義的時(shí)候就已經(jīng)確定了作用域淳梦。那么在執(zhí)行的時(shí)候佩耳,h的作用域鏈為:h的活動(dòng)對(duì)象->f的活動(dòng)對(duì)象->window對(duì)象。
如果第一種假設(shè)成立谭跨,那輸出值就是undefined干厚;如果第二種假設(shè)成立,輸出值則為1螃宙。
運(yùn)行結(jié)果證明了第2個(gè)假設(shè)是正確的蛮瞄,說(shuō)明函數(shù)的作用域確實(shí)是在定義這個(gè)函數(shù)的時(shí)候就已經(jīng)確定了。
四谆扎、閉包的應(yīng)用場(chǎng)景
保護(hù)函數(shù)內(nèi)的變量安全挂捅。以最開(kāi)始的例子為例,函數(shù)a中i只有函數(shù)b才能訪問(wèn)堂湖,而無(wú)法通過(guò)其他途徑訪問(wèn)到闲先,因此保護(hù)了i的安全性状土。
1.在內(nèi)存中維持一個(gè)變量。依然如前例伺糠,由于閉包蒙谓,函數(shù)a中i的一直存在于內(nèi)存中,因此每次執(zhí)行c()训桶,都會(huì)給i自加1累驮。
2.通過(guò)保護(hù)變量的安全實(shí)現(xiàn)JS私有屬性和私有方法(不能被外部訪問(wèn))
私有屬性和方法在Constructor外是無(wú)法被訪問(wèn)的
function Constructor(...) {
var that = this;
var membername = value;
function membername(...) {...}
}
以上3點(diǎn)是閉包最基本的應(yīng)用場(chǎng)景,很多經(jīng)典案例都源于此舵揭。
六谤专、結(jié)語(yǔ)
理解JavaScript的閉包是邁向高級(jí)JS程序員的必經(jīng)之路,理解了其解釋和運(yùn)行機(jī)制才能寫(xiě)出更為安全和優(yōu)雅的代碼午绳。