淺談JavaScript閉包
最近朋友面試被問到了 JS 閉包的問題,本人一時語塞,想起了袁華的一句話:“這道題太難了,我不會做,不會做啊!”。
JS 閉包屬于面向對象的一個重要知識點,特此本人又開始了一段說走就走的旅程。
閉包就是外層函數的作用域(AO)對象被內層函數所引用,無法被釋放。
上面那句話聽起來可能不是很理解,本人在之前寫過一篇Python 閉包小記》的關于 Python 閉包的一些知識的文章,里面寫了百度百科對于閉包的理解,雖然由于才疏學淺大部分都是引用的他人的知識架構,但語言這種東西都是相通的,我們不需要去記那些晦澀的名詞,對于閉包,作為初學者我們只需知道:
函數作為返回值,函數作為參數傳遞。就可以將其理解為閉包。
話不多說,先上個代碼緩和一下尷尬的氣氛:
function outer() { var max = 10; function inner(num) { if (num > max) { console.log(num) } } return inner; } var foo = outer(); foo(20); // 20
上面代碼滿足函數作為返回值的條件,所以是一個閉包函數。
根據 JS 函數的執(zhí)行機制,先執(zhí)行第 10 行的 foo 代碼,在函數執(zhí)行完之后會被 JS 的垃圾回收機制將 outer 函數回收,但是在執(zhí)行到第 3 行的時候我們發(fā)現 outer 函數內部又出現了一個 inner 函數,且 inner 函數里引用著 outer 函數的 max = 10; 的變量,這就無法被回收并且留在了內存里,當執(zhí)行到第 11 行時由于 outer 函數內的 max = 10; 被留在內存中,所以會被 inner 函數調用,并滿足 if 條件判斷,所以輸出 20;
以上我們實現了一個簡單的閉包函數,但是卻產生了一個問題,那就是無法被釋放的對象留在了內存當中,造成了不必要的內存開銷。
再看如下代碼:
var max = 10, foo = function (num) { if (num > max) { console.log(num); } }; (function (bar) { var max = 100; bar(20) })(foo); // 20
上面代碼滿足函數作為參數傳遞的條件,所以是一個閉包函數。
函數 foo 作為一個參數被傳入函數中,賦值個 bar 參數,當執(zhí)行到 bar() 函數時,函數內部的 max 并不是 100,而是 10,這似乎匪夷所思。我們暫且將 7 — 10 行的函數叫 “父作用域”,其余叫“全局作用域”,當執(zhí)行到 bar(20) 時,函數去執(zhí)行第 2 行的代碼,此時 foo 函數內部的 max 要去取值,而 max = 10; 正好在他所在的 “全局作用域” 內,所以會取 max = 10; 的值而不是 max = 100; 的值。由此可見,取值時要去創(chuàng)造這個函數的作用域內取值,而不是所謂的 “父作用域” 或者離函數近的地方取值。
我們再來看一段代碼:
var num = 20; function outer() { var max = 10; function inner() { if (num > max) { console.log(num); } } return inner; } var foo = outer(), num = 30; foo(); //30
上面的代碼在看完上面的解釋后可以得知它是一個閉包函數,且定義了一個全局變量 num,最初定義為 num = 20,當代碼執(zhí)行到第 11 行時去調用執(zhí)行第 2 行,待第 11 行執(zhí)行完畢后執(zhí)行第 12 行,此時將全局的 num = 20; 變?yōu)榱?num = 30; 再執(zhí)行第 13 行,此時執(zhí)行時調用 inner 函數時,從輸出結果我們可以看出調用的 num 為之后賦值的 30,
由此可見全局的 num 變量被污染了。
我們再來看下一段代碼:
function outer() { var max = 10; function inner(num) { if (num > max) { console.log(num); } } return inner; } var foo = outer(), max = 100; foo(20); //20
上面的代碼中當函數執(zhí)行時,先執(zhí)行第 10 行,然后調用執(zhí)行第 1 行的函數,此時將 max 賦值為 10,但需要注意的是此時的 max = 10;并不是在全局作用域內,而是在 outer() 函數的作用域內,執(zhí)行完第 10 行再執(zhí)行第 11 行,此時將 max 賦值為 100,但需要注意的是此時的 max = 100;是在全局作用域內。所以在執(zhí)行到第 12 行代碼的時候調用執(zhí)行 inner() 函數并將參數 20 傳入,輸出結果為 20,由此可見outer() 函數作用域內的對象 num 并沒有被全局的對象 num 所污染。
由以上四段代碼我們初步了解了一些閉包的基本特征,但是由于才疏學淺,怕總結的不夠全面,這時突然想到了東東大神的筆記,于是上網搜到了一些,下面就將其再歸納總結一下。
閉包:既重用一個變量,又保護變量不被污染的一種機制。
為什么使用閉包:
全局變量和局部變量都具有不可兼得的優(yōu)缺點。
全局變量:
- 優(yōu): 可重用,
- 缺: 易被污染。
局部變量:
- 優(yōu): 僅函數內可用,不會被污染
- 缺: 不可重用!
何時使用:
只要既重用一個變量,又保護變量不被污染時。
如何使用:
- 1. 用外層函數包裹要保護的變量和內層函數。
- 2. 外層函數將內層函數返回到外部。
- 3. 調用外層函數,獲得內層函數的對象,保存在外部的變量中——形成了閉包。
閉包形成的原因:
外層函數調用后,外層函數的函數作用域(AO)對象無法釋放,被內層函數引用著。
閉包的缺點:
- 比普通函數占用更多的內存。
- 解決:閉包不在使用時,要及時釋放。
- 將引用內層函數對象的變量賦值為null。
結合上面舉的四段代碼栗子和東東的筆記,我們已經對閉包有了一個形象的認識,但是要到達全面理解的程度,只能說革命尚未成功,同志仍需努力。
令人可喜的是在網上又查到了東東對于閉包更形象的圖形講解,看完之后相信大家對閉包會有更加深刻的理解。
先來一段代碼緩和一下字多的尷尬:
//1. 用外層函數包裹要保護的變量和內層函數 function outer() { var i = 1; //2. 外層函數返回內層函數對象到外部 return function () { console.log(i++); } } //3. 調用外層函數獲得內層函數對象 var getNum = outer(); //getNum:function(){ console.log(i++); } getNum();//1 getNum();//2 i = 1; getNum();//3 getNum();//4
上面的代碼是定義了一個 outer() 外層函數,外層函數的作用域內定義了 i = 1;的變量,內部返回了一個函數,這就形成了閉包。當代碼執(zhí)行到第 10 行,其實就返回了一個 outer() 函數的內部函數,執(zhí)行一次 getNum(),由于打印的是 i++ ,所以輸出結果為 1,(注:如果打印的是 ++i,輸出結果為 2 )。再執(zhí)行一次 getNum(),由于之前 i 已經執(zhí)行過一次 i++,所以此次執(zhí)行結果為 2,再在全局設置 i = 1,再次執(zhí)行 getNum() 兩次,執(zhí)行結果分別為 3 和 4,說明全局設置的 i = 1,并沒有覆蓋 outer() 函數作用域內的 i 值,outer() 函數內的 i 值被很好的保護起來并得到了重用。
我們來看看東東對上面代碼的圖形化分析:
如上圖:在 JavaScript 中有一個執(zhí)行環(huán)境棧(ECS)概念,注:ECS = 局部EC + 全局EC,所有的函數都要通過進棧、出棧來執(zhí)行,執(zhí)行環(huán)境棧中有一個自帶的 main() 函數的全局EC 指向全局的 window 作用域,它會指向全局的 window 對象,代碼運行到紅線部分的時候,執(zhí)行環(huán)境棧中僅有一個全局執(zhí)行環(huán)境 window,此時 window 中有兩個全局變量(標識符):outer 、getNum,其中 outer() 函數開辟了一塊內存用于存儲所執(zhí)行的方法,并且通過 scope 記住它的父級。
如上圖:當執(zhí)行 outer() 函數時,outer() 相當于局部EC 進入執(zhí)行環(huán)境棧,此時 outer() 會開辟一塊屬于自己的作用域(AO),里面定義了 i = 1,的環(huán)境變量。 由于 window 中引用著 i 對象,所以 outer 的 AO 會指向 window,同時 getNum 會調用 outer() 函數并返回一個方法,所以會開辟一塊內存用于存儲所執(zhí)行的方法,該方法中又有 i 變量指向 outer 的 AO,綠色線三方互相牽連。
如上圖:當執(zhí)行環(huán)境棧中的 outer() 函數執(zhí)行完出棧時,理論上 outer 的 AO,即藍色框應該被垃圾回收機制所回收,但是由于閉包作用,這塊就被留了下來,閉包至此形成。
如上圖:當 outer() 函數出棧,getNum() 函數進棧,getNum 開辟屬于自己的作用域(AO),且執(zhí)行了一次 i++ 。此時輸出結果為 1。
如上圖:當 getNum() 函數出棧時,自己多開辟的作用域被回收,但是 outer 的作用域由于閉包作用依然留在內存中,且變?yōu)榱?i = 2。
如上圖:再次執(zhí)行 getNum() 函數,相當于 getNum() 函數再次入棧出棧,原來由于閉包作用保留的 i = 2 再次做 ++ 運算。
如上圖:再往下執(zhí)行 i = 1,即在全局 window 當中添加了 i 對象。此時 outer 作用域內的 i 由于上一次的 ++ 變?yōu)榱?3。
如上圖:第三次執(zhí)行 getNum() 函數,此時大家應該懂得該怎么執(zhí)行了吧,getNum() 并不會去全局的 window 中去取 i = 1 使用,而是去所創(chuàng)造它的作用域去值,即 i = 3 做 ++ 運算。
至此閉包的運行流程就全部介紹完了,大家是不是對于閉包有了一個比較清晰的了解了。
別急,還差那么一點點,那就是主動釋放閉包所產生的內存。如下
//1. 用外層函數包裹要保護的變量和內層函數 function outer() { var i = 1; //2. 外層函數返回內層函數對象到外部 return function () { console.log(i++); i = null; } } //3. 調用外層函數獲得內層函數對象 var getNum = outer(); //getNum:function(){ console.log(i++); } getNum(); //1 getNum(); //0 i = 1; getNum(); //0 getNum(); //0
在執(zhí)行完第一次 getNum() 函數時我們就將 i 變量設為 null,再次執(zhí)行 getNum() 函數時發(fā)現所得結果已經變?yōu)?0 了,說明 outer() 函數內的 i 變量內存已經被釋放了?。。?/p>
至此 JavaScript 閉包的全部內容就講解完畢了,以上內容如有紕漏請各位大神批評指正。
好記性不如爛筆頭,特此記錄,與君共勉!
以上所述是小編給大家介紹的JavaScript閉包詳解整合,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網站的支持!
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