JavaScript 閉包究竟是什么
1.簡單的例子
首先從一個經典錯誤談起,頁面上有若干個div, 我們想給它們綁定一個onclick方法,于是有了下面的代碼
《div id=“divTest”》
《span》0《/span》 《span》1《/span》 《span》2《/span》 《span》3《/span》
《/div》
《div id=“divTest2”》
《span》0《/span》 《span》1《/span》 《span》2《/span》 《span》3《/span》
《/div》
$(document).ready(function() {
var spans = $(“#divTest span”);
for (var i = 0; i 《 spans.length; i++) {
spans[i].onclick = function() {
alert(i);
}
}
});
很簡單的功能可是卻偏偏出錯了,每次alert出的值都是4,簡單的修改就好使了
var spans2 = $(“#divTest2 span”);
$(document).ready(function() {
for (var i = 0; i 《 spans2.length; i++) {
?。╢unction(num) {
spans2[i].onclick = function() {
alert(num);
}
})(i);
}
});
2.內部函數
讓我們從一些基礎的知識談起,首先了解一下內部函數。內部函數就是定義在另一個函數中的函數。例如:
function outerFn () {
functioninnerFn () {}
}
innerFn就是一個被包在outerFn作用域中的內部函數。這意味著,在outerFn內部調用innerFn是有效的,而在outerFn外部調用innerFn則是無效的。下面代碼會導致一個JavaScript錯誤:
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
document.write(“Inner function《br/》”);
}
}
innerFn();
不過在outerFn內部調用innerFn,則可以成功運行:
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
document.write(“Inner function《br/》”);
}
innerFn();
}
outerFn();
2.1偉大的逃脫
JavaScript允許開發人員像傳遞任何類型的數據一樣傳遞函數,也就是說,JavaScript中的內部函數能夠逃脫定義他們的外部函數。
逃脫的方式有很多種,例如可以將內部函數指定給一個全局變量:
var globalVar;
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
document.write(“Inner function《br/》”);
}
globalVar = innerFn;
}
outerFn();
globalVar();
調用outerFn時會修改全局變量globalVar,這時候它的引用變為innerFn,此后調用globalVar和調用innerFn一樣。這時在outerFn外部直接調用innerFn仍然會導致錯誤,這是因為內部函數雖然通過把引用保存在全局變量中實現了逃脫,但這個函數的名字依然只存在于outerFn的作用域中。
也可以通過在父函數的返回值來獲得內部函數引用
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
document.write(“Inner function《br/》”);
}
return innerFn;
}
var fnRef = outerFn();
fnRef();
這里并沒有在outerFn內部修改全局變量,而是從outerFn中返回了一個對innerFn的引用。通過調用outerFn能夠獲得這個引用,而且這個引用可以可以保存在變量中。
這種即使離開函數作用域的情況下仍然能夠通過引用調用內部函數的事實,意味著只要存在調用內部函數的可能,JavaScript就需要保留被引用的函數。而且JavaScript運行時需要跟蹤引用這個內部函數的所有變量,直到最后一個變量廢棄,JavaScript的垃圾收集器才能釋放相應的內存空間(紅色部分是理解閉包的關鍵)。
說了半天總算和閉包有關系了,閉包是指有權限訪問另一個函數作用域的變量的函數,創建閉包的常見方式就是在一個函數內部創建另一個函數,就是我們上面說的內部函數,所以剛才說的不是廢話,也是閉包相關的 ^_^
1.2變量的作用域
內部函數也可以有自己的變量,這些變量都被限制在內部函數的作用域中:
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
var innerVar = 0;
innerVar++;
document.write(“Inner function\t”);
document.write(“innerVar = ”+innerVar+“《br/》”);
}
return innerFn;
}
var fnRef = outerFn();
fnRef();
fnRef();
var fnRef2 = outerFn();
fnRef2();
fnRef2();
每當通過引用或其它方式調用這個內部函數時,就會創建一個新的innerVar變量,然后加1,最后顯示
Outer function
Inner function innerVar = 1
Inner function innerVar = 1
Outer function
Inner function innerVar = 1
Inner function innerVar = 1
內部函數也可以像其他函數一樣引用全局變量:
var globalVar = 0;
function outerFn() {
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
globalVar++;
document.write(“Inner function\t”);
document.write(“globalVar = ” + globalVar + “《br/》”);
}
return innerFn;
}
var fnRef = outerFn();
fnRef();
fnRef();
var fnRef2 = outerFn();
fnRef2();
fnRef2();
現在每次調用內部函數都會持續地遞增這個全局變量的值:
Outer function
Inner function globalVar = 1
Inner function globalVar = 2
Outer function
Inner function globalVar = 3
Inner function globalVar = 4
但是如果這個變量是父函數的局部變量又會怎樣呢?因為內部函數會引用到父函數的作用域(有興趣可以了解一下作用域鏈和活動對象的知識),內部函數也可以引用到這些變量
function outerFn() {
var outerVar = 0;
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn() {
outerVar++;
document.write(“Inner function\t”);
document.write(“outerVar = ” + outerVar + “《br/》”);
}
return innerFn;
}
var fnRef = outerFn();
fnRef();
fnRef();
var fnRef2 = outerFn();
fnRef2();
fnRef2();
這一次結果非常有意思,也許或出乎我們的意料
Outer function
Inner function outerVar = 1
Inner function outerVar = 2
Outer function
Inner function outerVar = 1
Inner function outerVar = 2
我們看到的是前面兩種情況合成的效果,通過每個引用調用innerFn都會獨立的遞增outerVar。也就是說第二次調用outerFn沒有繼續沿用outerVar的值,而是在第二次函數調用的作用域創建并綁定了一個一個新的outerVar實例,兩個計數器完全無關。
當內部函數在定義它的作用域的外部被引用時,就創建了該內部函數的一個閉包。這種情況下我們稱既不是內部函數局部變量,也不是其參數的變量為自由變量,稱外部函數的調用環境為封閉閉包的環境。從本質上講,如果內部函數引用了位于外部函數中的變量,相當于授權該變量能夠被延遲使用。因此,當外部函數調用完成后,這些變量的內存不會被釋放(最后的值會保存),閉包仍然需要使用它們。
3.閉包之間的交互
當存在多個內部函數時,很可能出現意料之外的閉包。我們定義一個遞增函數,這個函數的增量為2
function outerFn() {
var outerVar = 0;
document.write(“Outer function《br/》”);
function innerFn1() {
outerVar++;
document.write(“Inner function 1\t”);
document.write(“outerVar = ” + outerVar + “《br/》”);
}
function innerFn2() {
outerVar += 2;
document.write(“Inner function 2\t”);
document.write(“outerVar = ” + outerVar + “《br/》”);
}
return { “fn1”: innerFn1, “fn2”: innerFn2 };
}
var fnRef = outerFn();
fnRef.fn1();
fnRef.fn2();
fnRef.fn1();
var fnRef2 = outerFn();
fnRef2.fn1();
fnRef2.fn2();
fnRef2.fn1();
我們映射返回兩個內部函數的引用,可以通過返回的引用調用任一個內部函數,結果:
Outer function
Inner function 1 outerVar = 1
Inner function 2 outerVar = 3
Inner function 1 outerVar = 4
Outer function
Inner function 1 outerVar = 1
Inner function 2 outerVar = 3
Inner function 1 outerVar = 4
innerFn1和innerFn2引用了同一個局部變量,因此他們共享一個封閉環境。當innerFn1為outerVar遞增一時,久違innerFn2設置了outerVar的新的起點值,反之亦然。我們也看到對outerFn的后續調用還會創建這些閉包的新實例,同時也會創建新的封閉環境,本質上是創建了一個新對象,自由變量就是這個對象的實例變量,而閉包就是這個對象的實例方法,而且這些變量也是私有的,因為不能在封裝它們的作用域外部直接引用這些變量,從而確保了了面向對象數據的專有性。
3.解惑
現在我們可以回頭看看開頭寫的例子就很容易明白為什么第一種寫法每次都會alert 4了。
for (var i = 0; i 《 spans.length; i++) {
spans[i].onclick = function() {
alert(i);
}
}
上面代碼在頁面加載后就會執行,當i的值為4的時候,判斷條件不成立,for循環執行完畢,但是因為每個span的onclick方法這時候為內部函數,所以i被閉包引用,內存不能被銷毀,i的值會一直保持4,直到程序改變它或者所有的onclick函數銷毀(主動把函數賦為null或者頁面卸載)時才會被回收。這樣每次我們點擊span的時候,onclick函數會查找i的值(作用域鏈是引用方式),一查等于4,然后就alert給我們了。而第二種方式是使用了一個立即執行的函數又創建了一層閉包,函數聲明放在括號內就變成了表達式,后面再加上括號括號就是調用了,這時候把i當參數傳入,函數立即執行,num保存每次i的值。
一、什么是閉包?“官方”的解釋是:所謂“閉包”,指的是一個擁有許多變量和綁定了這些變量的環境的表達式(通常是一個函數),因而這些變量也是該表達式的一部分。相信很少有人能直接看懂這句話,因為他描述的太學術。我想用如何在Javascript中創建一個閉包來告訴你什么是閉包,因為跳過閉包的創建過程直接理解閉包的定義是非常困難的。看下面這段代碼: function a(){ var i=0; function b(){ alert(++i); } return b;}var c = a();c();
javascript閉包有什么作用
這段代碼有兩個特點:
1、函數b嵌套在函數a內部;
2、函數a返回函數b。
這樣在執行完var c=a()后,變量c實際上是指向了函數b,再執行c()后就會彈出一個窗口顯示i的值(第一次為1)。這段代碼其實就創建了一個閉包,為什么?因為函數a外的變量c引用了函數a內的函數b,就是說:
當函數a的內部函數b被函數a外的一個變量引用的時候,就創建了一個閉包。
我猜想你一定還是不理解閉包,因為你不知道閉包有什么作用,下面讓我們繼續探索。
二、閉包有什么作用?
簡而言之,閉包的作用就是在a執行完并返回后,閉包使得Javascript的垃圾回收機制GC不會收回a所占用的資源,因為a的內部函數b的執行需要依賴a中的變量。這是對閉包作用的非常直白的描述,不專業也不嚴謹,但大概意思就是這樣,理解閉包需要循序漸進的過程。
在上面的例子中,由于閉包的存在使得函數a返回后,a中的i始終存在,這樣每次執行c(),i都是自加1后alert出i的值。
那 么我們來想象另一種情況,如果a返回的不是函數b,情況就完全不同了。因為a執行完后,b沒有被返回給a的外界,只是被a所引用,而此時a也只會被b引 用,因此函數a和b互相引用但又不被外界打擾(被外界引用),函數a和b就會被GC回收。(關于Javascript的垃圾回收機制將在后面詳細介紹)
三、閉包內的微觀世界
如 果要更加深入的了解閉包以及函數a和嵌套函數b的關系,我們需要引入另外幾個概念:函數的執行環境(excution context)、活動對象(call object)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函數a從定義到執行的過程為例闡述這幾個概念。
1、當定義函數a的時候,js解釋器會將函數a的作用域鏈(scope chain)設置為定義a時a所在的“環境”,如果a是一個全局函數,則scope chain中只有window對象。
2、當函數a執行的時候,a會進入相應的執行環境(excution context)。
3、在創建執行環境的過程中,首先會為a添加一個scope屬性,即a的作用域,其值就為第1步中的scope chain。即a.scope=a的作用域鏈。
4、然后執行環境會創建一個活動對象(call object)?;顒訉ο笠彩且粋€擁有屬性的對象,但它不具有原型而且不能通過JavaScript代碼直接訪問。創建完活動對象后,把活動對象添加到a的作用域鏈的最頂端。此時a的作用域鏈包含了兩個對象:a的活動對象和window對象。
5、下一步是在活動對象上添加一個arguments屬性,它保存著調用函數a時所傳遞的參數。
6、最后把所有函數a的形參和內部的函數b的引用也添加到a的活動對象上。在這一步中,完成了函數b的的定義,因此如同第3步,函數b的作用域鏈被設置為b所被定義的環境,即a的作用域。
到此,整個函數a從定義到執行的步驟就完成了。此時a返回函數b的引用給c,又函數b的作用域鏈包含了對函數a的活動對象的引用,也就是說b可以訪問到a中定義的所有變量和函數。函數b被c引用,函數b又依賴函數a,因此函數a在返回后不會被GC回收。
當函數b執行的時候亦會像以上步驟一樣。因此,執行時b的作用域鏈包含了3個對象:b的活動對象、a的活動對象和window對象,如下圖所示:
如圖所示,當在函數b中訪問一個變量的時候,搜索順序是先搜索自身的活動對象,如果存在則返回,如果不存在將繼續搜索函數a的活動對象,依 次查找,直到找到為止。如果整個作用域鏈上都無法找到,則返回undefined。如果函數b存在prototype原型對象,則在查找完自身的活動對象 后先查找自身的原型對象,再繼續查找。這就是Javascript中的變量查找機制。
四、閉包的應用場景
1、保護函數內的變量安全。以最開始的例子為例,函數a中i只有函數b才能訪問,而無法通過其他途徑訪問到,因此保護了i的安全性。
2、在內存中維持一個變量。依然如前例,由于閉包,函數a中i的一直存在于內存中,因此每次執行c(),都會給i自加1。
以上兩點是閉包最基本的應用場景,很多經典案例都源于此。五、Javascript的垃圾回收機制
在Javascript中,如果一個對象不再被引用,那么這個對象就會被GC回收。如果兩個對象互相引用,而不再被第3者所引用,那么這兩個互相引用的對象也會被回收。因為函數a被b引用,b又被a外的c引用,這就是為什么函數a執行后不會被回收的原因。
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