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定义

MDN 对闭包的定义为: 闭包是指那些能够访问自由变量的函数。

ECMAScript中,闭包指的是:

  • 从理论角度:
    • 所有的函数。因为它们都在创建的时候就将上层上下文的数据保存起来了。哪怕是简单的全局变量也是如此,因为函数中访问全局变量就相当于是在访问自由变量,这个时候使用最外层的作用域。
  • 从实践角度:

    以下函数才算是闭包:

    • 即使创建它的上下文已经销毁,它仍然存在(比如,内部函数从父函数中返回)
    • 在代码中引用了自由变量

分析

让我们先写个例子,例子依然是来自《JavaScript权威指南》,稍微做点改动:

js
var scope = "global scope";
function checkscope(){a
    var scope = "local scope";
    function f(){
        return scope;
    }
    return f;
}

var foo = checkscope();
foo();

首先我们要分析一下这段代码中执行上下文栈和执行上下文的变化情况。

这里直接给出简要的执行过程:

  • 进入全局代码,创建全局执行上下文,全局执行上下文压入执行上下文栈
  • 全局执行上下文初始化
  • 执行 checkscope 函数,创建 checkscope 函数执行上下文,checkscope 执行上下文被压入执行上下文栈
  • checkscope 执行上下文初始化,创建变量对象、作用域链、this等
  • checkscope 函数执行完毕,checkscope 执行上下文从执行上下文栈中弹出
  • 执行 f 函数,创建 f 函数执行上下文,f 执行上下文被压入执行上下文栈
  • f 执行上下文初始化,创建变量对象、作用域链、this等
  • f 函数执行完毕,f 函数上下文从执行上下文栈中弹出

当 f 函数执行的时候,checkscope 函数上下文已经被销毁了啊(即从执行上下文栈中被弹出),怎么还会读取到 checkscope 作用域下的 scope 值呢?

f 执行上下文维护了一个作用域链:

js
fContext = { Scope: [AO, checkscopeContext.AO, globalContext.VO], }

就是因为这个作用域链,f 函数依然可以读取到 checkscopeContext.AO 的值,说明当 f 函数引用了 checkscopeContext.AO 中的值的时候,即使 checkscopeContext 被销毁了,但是 JavaScript 依然会让 checkscopeContext.AO 活在内存中,f 函数依然可以通过 f 函数的作用域链找到它,正是因为 JavaScript 做到了这一点,从而实现了闭包这个概念。

所以,让我们再看一遍实践角度上闭包的定义:

  • 即使创建它的上下文已经销毁,它仍然存在(比如,内部函数从父函数中返回)
  • 在代码中引用了自由变量

必刷题

接下来,看这道刷题必刷,面试必考的闭包题:

js
var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = function () {
    console.log(i);
  };
}

data[0](); //3
data[1]();//3
data[2]();//3

当执行到 data[0] 函数之前,此时全局上下文的 VO 为:

js
globalContext = {
    VO: {
        data: [...],
        i: 3
    }
}

当执行 data[0] 函数的时候,data[0] 函数的作用域链为:

js
data[0]Context = {
    Scope: [AO, globalContext.VO]
}

data[0]Context 的 AO 并没有 i 值,所以会从 globalContext.VO 中查找,i 为 3,所以打印的结果就是 3。

data[1] 和 data[2] 是一样的道理。

所以让我们改成闭包看看:

js
var data = [];

for (var i = 0; i < 3; i++) {
  data[i] = (function (i) {
        return function(){
            console.log(i);
        }
  })(i);
}

data[0](); //0
data[1]();//1
data[2]();//2

当执行到 data[0] 函数之前,此时全局上下文的 VO 为:

js
globalContext = {
    VO: {
        data: [...],
        i: 3
    }
}

跟没改之前一模一样。

当执行 data[0] 函数的时候,data[0] 函数的作用域链发生了改变:

js
data[0]Context = {
    Scope: [AO, 匿名函数Context.AO globalContext.VO]
}

匿名函数执行上下文的AO为:

匿名函数

js
Context = {
    AO: {
        arguments: {
            0: 0,
            length: 1
        },
        i: 0
    }
}

data[0]Context 的 AO 并没有 i 值,所以会沿着作用域链从匿名函数 Context.AO 中查找,这时候就会找 i 为 0,找到了就不会往 globalContext.VO 中查找了,即使 globalContext.VO 也有 i 的值(值为3),所以打印的结果就是0。

data[1] 和 data[2] 是一样的道理。

注意点

  • 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。
  • 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。