深入理解Javascript闭包概念

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，就在于函数内部能够直接读取全局变量。

Js代码

　　var n=999;

　　function f1(){

　　　　alert(n);

　　}

　　f1(); // 999

还有一方面，在函数外部自然无法读取函数内的局部变量。

Js代码

　　function f1(){

　　　　var n=999;

　　}

　　alert(n); // error

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

Js代码

　　function f1(){

　　　　n=999;

　　}

　　f1();

　　alert(n); // 999

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二、怎样从外部读取局部变量？

出于种种原因，我们有时候须要得到函数内的局部变量。可是，前面已经说过了，正常情况下，这是办不到的，仅仅有通过变通方法才干实现。

那就是在函数的内部，再定义一个函数。

Js代码

　　function f1(){

　　　　n=999;

　　　　function f2(){

　　　　　　alert(n); // 999

　　　　}

　　}

在上面的代码中，函数f2就被包含在函数f1内部，这时f1内部的全部局部变量，对f2都是可见的。可是反过来就不行，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全部父对象的变量。所以，父对象的全部变量，对子对象都是可见的，反之则不成立。既然f2能够读取f1中的局部变量，那么仅仅要把f2作为返回值，我们不就能够在f1外部读取它的内部变量了吗！

Js代码

　　function f1(){

　　　　n=999;

　　　　function f2(){

　　　　　　alert(n);

　　　　}

　　　　return f2;

　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

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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，非常难看懂。我的理解是，闭包就是可以读取其它函数内部变量的函数。

因为在Javascript语言中，仅仅有函数内部的子函数才干读取局部变量，因此能够把闭包简单理解成“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。

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四、闭包的用途

闭包能够用在很多地方。它的最大用处有两个，一个是前面提到的能够读取函数内部的变量，还有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？请看以下的代码。

Js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。它一共执行了两次，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调用后被自己主动清除。

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。

这段代码中还有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varkeyword，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，能够在函数外部对函数内部的局部变量进行操作。

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五、使用闭包的注意点

1）因为闭包会使得函数中的变量都被保存在内存中，内存消耗非常大，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所有删除。

2）闭包会在父函数外部，改变父函数内部变量的值。所以，假设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。

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六、闭包内的微观世界

假设要更加深入的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系，我们须要引入另外几个概念：函数的运行环境(excution context)、活动对象(call object)、作用域(scope)、作用域链(scope chain)。以函数a从定义到运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”，假设a是一个全局函数，则scope
   chain中仅仅有window对象。
2. 当运行函数a的时候，a会进入对应的运行环境(excution context)。
3. 在创建运行环境的过程中，首先会为a加入一个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. 然后运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，但它不具有原型并且不能通过JavaScript代码直接訪问。创建完活动对象后，把活动对象加入到a的作用域链的最顶端。此时a的作用域链包括了两个对象：a的活动对象和window对象。
5. 下一步是在活动对象上加入一个arguments属性，它保存着调用函数a时所传递的參数。
6. 最后把全部函数a的形參和内部的函数b的引用也加入到a的活动对象上。在这一步中，完毕了函数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从定义到运行的步骤就完毕了。此时a返回函数b的引用给c，又函数b的作用域链包括了对函数a的活动对象的引用，也就是说b能够訪问到a中定义的全部变量和函数。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运行的时候亦会像以上步骤一样。因此，运行时b的作用域链包括了3个对象：b的活动对象、a的活动对象和window对象，例如以下图所看到的：

如图所看到的，当在函数b中訪问一个变量的时候，搜索顺序是：

1. 先搜索自身的活动对象，假设存在则返回，假设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。
2. 假设函数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。
3. 假设整个作用域链上都无法找到，则返回undefined。

小结，本段中提到了两个重要的词语：函数的定义与运行。文中提到函数的作用域是在定义函数时候就已经确定，而不是在运行的时候确定（參看步骤1和3）。用一段代码来说明这个问题：

function f(x) {
  var g = function () { return x; }
  return g;
}
var h = f(1);
alert(h()); 

这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。

• 如果函数h的作用域是在运行alert(h())确定的，那么此时h的作用域链是：h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
• 如果函数h的作用域是在定义时确定的，就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经确定了作用域。那么在运行的时候，h的作用域链为：h的活动对象->f的活动对象->window对象。

如果第一种如果成立，那输出值就是undefined；如果另外一种如果成立，输出值则为1。

执行结果证明了第2个如果是正确的，说明函数的作用域确实是在定义这个函数的时候就已经确定了