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閉包（closure）是Javascript語言的一個(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)。

一、變量的作用域

要理解閉包，首先必須理解Javascript特殊的變量作用域。

變量的作用域無非就是兩種：全局變量和局部變量。

Javascript語言的特殊之處，就在于函數(shù)內(nèi)部可以直接讀取全局變量。

Js代碼

　　var n=999;

　　function f1(){
　　　　alert(n);
　　}

　　f1(); // 999

另一方面，在函數(shù)外部自然無法讀取函數(shù)內(nèi)的局部變量。

Js代碼

　　function f1(){
　　　　var n=999;
　　}

　　alert(n); // error

這里有一個(gè)地方需要注意，函數(shù)內(nèi)部聲明變量的時(shí)候，一定要使用var命令。如果不用的話，你實(shí)際上聲明了一個(gè)全局變量！

Js代碼

　　function f1(){
　　　　n=999;
　　}

　　f1();

　　alert(n); // 999

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二、如何從外部讀取局部變量？

出于種種原因，我們有時(shí)候需要得到函數(shù)內(nèi)的局部變量。但是，前面已經(jīng)說過了，正常情況下，這是辦不到的，只有通過變通方法才能實(shí)現(xiàn)。

那就是在函數(shù)的內(nèi)部，再定義一個(gè)函數(shù)。

Js代碼

　　function f1(){

　　　　n=999;

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n); // 999
　　　　}

　　}

在上面的代碼中，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，對(duì)f2都是可見的。但是反過來就不行，f2內(nèi)部的局部變量，對(duì)f1 就是不可見的。這就是Javascript語言特有的“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。所以，父對(duì)象的所有變量，對(duì)子對(duì)象都是可見的，反之則不成立。

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，我們不就可以在f1外部讀取它的內(nèi)部變量了嗎！

Js代碼

　　function f1(){

　　　　n=999;

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}

　　　　return f2;

　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

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三、閉包的概念

上一節(jié)代碼中的f2函數(shù)，就是閉包。

各種專業(yè)文獻(xiàn)上的“閉包”（closure）定義非常抽象，很難看懂。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)。

由于在Javascript語言中，只有函數(shù)內(nèi)部的子函數(shù)才能讀取局部變量，因此可以把閉包簡單理解成“定義在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部的函數(shù)”。

所以，在本質(zhì)上，閉包就是將函數(shù)內(nèi)部和函數(shù)外部連接起來的一座橋梁。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------b

四、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，另一個(gè)就是讓這些變量的值始終保持在內(nèi)存中。

怎么來理解這句話呢？請(qǐng)看下面的代碼。

Js代碼

　　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，result實(shí)際上就是閉包f2函數(shù)。它一共運(yùn)行了兩次，第一次的值是999，第二次的值是1000。這證明了，函數(shù)f1中的局部變量n一直保存在內(nèi)存中，并沒有在f1調(diào)用后被自動(dòng)清除。

為什么會(huì)這樣呢？原因就在于f1是f2的父函數(shù)，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，而f2的存在依賴于f1，因此f1也始終在內(nèi)存中，不會(huì)在調(diào)用結(jié)束后，被垃圾回收機(jī)制（garbage collection）回收。

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，首先在nAdd前面沒有使用var關(guān)鍵字，因此 nAdd是一個(gè)全局變量，而不是局部變量。其次，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，所以nAdd相當(dāng)于是一個(gè)setter，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。

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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，內(nèi)存消耗很大，所以不能濫用閉包，否則會(huì)造成網(wǎng)頁的性能問題，在IE中可能導(dǎo)致內(nèi)存泄露。解決方法是，在退出函數(shù)之前，將不使用的局部變量全部刪除。

2）閉包會(huì)在父函數(shù)外部，改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值。所以，如果你把父函數(shù)當(dāng)作對(duì)象（object）使用，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），這時(shí)一定要小心，不要隨便

改變父函數(shù)內(nèi)部變量的值。

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六、思考題

如果你能理解下面代碼的運(yùn)行結(jié)果，應(yīng)該就算理解閉包的運(yùn)行機(jī)制了。

Js代碼
　　var name = "The Window";  
　　var object = {  
　　　　name : "My Object",  
　　　　getNameFunc : function(){  
　　　　　　return function(){  
　　　　　　　　return this.name;  
　　　　　};  
　　　　}  
};  
alert(object.getNameFunc()());  //The Window

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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:

Js代碼

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.

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再來看一個(gè)例子

Js代碼

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:

Js代碼
 
function outerFun()
{
 //沒有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,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]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.

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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、什么是閉包？

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。
相信很少有人能直接看懂這句話，因?yàn)樗枋龅奶珜W(xué)術(shù)。其實(shí)這句話通俗的來說就是：JavaScript中所有的function都是一個(gè)閉包。不過一般來說，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”。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，變量c實(shí)際上是指向了函數(shù)b，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)。這段代碼其實(shí)就創(chuàng)建了一個(gè)閉包，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，就是說：

　　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，就創(chuàng)建了一個(gè)閉包。
 

　　讓我們說的更透徹一些。所謂“閉包”，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)，而這個(gè)對(duì)象的方法函數(shù)反過來引用外層函數(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，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。盡管最開始的構(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，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，而且該值只能通這種方法來訪問。即使再次調(diào)用相同的構(gòu)造函數(shù)，但只會(huì)生成新對(duì)象和方法，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。

二、閉包有什么作用？
 

　　簡而言之，閉包的作用就是在a執(zhí)行完并返回后，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。這是對(duì)閉包作用的非常直白的描述，不專業(yè)也不嚴(yán)謹(jǐn)，但大概意思就是這樣，理解閉包需要循序漸進(jìn)的過程。

在上面的例子中，由于閉包的存在使得函數(shù)a返回后，a中的i始終存在，這樣每次執(zhí)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(shù)b，情況就完全不同了。因?yàn)閍執(zhí)行完后，b沒有被返回給a的外界，只是被a所引用，而此時(shí)a也只會(huì)被b引 用，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。(關(guān)于Javascript的垃圾回收機(jī)制將在后面詳細(xì)介紹)

三、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，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)、作用域(scope)、作用域鏈(scope chain)。以函數(shù)a從定義到執(zhí)行的過程為例闡述這幾個(gè)概念。

當(dāng)定義函數(shù)a的時(shí)候，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)，則scope chain中只有window對(duì)象。
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)。
在創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的過程中，首先會(huì)為a添加一個(gè)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。
然后執(zhí)行環(huán)境會(huì)創(chuàng)建一個(gè)活動(dòng)對(duì)象(call object)。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JavaScript代碼直接訪問。創(chuàng)建完活動(dòng)對(duì)象后，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。
下一步是在活動(dòng)對(duì)象上添加一個(gè)arguments屬性，它保存著調(diào)用函數(shù)a時(shí)所傳遞的參數(shù)。
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。在這一步中，完成了函數(shù)b的的定義，因此如同第3步，函數(shù)b的作用域鏈被設(shè)置為b所被定義的環(huán)境，即a的作用域。
到此，整個(gè)函數(shù)a從定義到執(zhí)行的步驟就完成了。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，也就是說b可以訪問到a中定義的所有變量和函數(shù)。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。

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，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、a的活動(dòng)對(duì)象和window對(duì)象，如下圖所示：

如圖所示，當(dāng)在函數(shù)b中訪問一個(gè)變量的時(shí)候，搜索順序是：

先搜索自身的活動(dòng)對(duì)象，如果存在則返回，如果不存在將繼續(xù)搜索函數(shù)a的活動(dòng)對(duì)象，依次查找，直到找到為止。
如果函數(shù)b存在prototype原型對(duì)象，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。這就是Javascript中的變量查找機(jī)制。
如果整個(gè)作用域鏈上都無法找到，則返回undefined。
小結(jié)，本段中提到了兩個(gè)重要的詞語：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，而不是在執(zhí)行的時(shí)候確定（參看步驟1和3）。用一段代碼來說明這個(gè)問題：

function f(x) {    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，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。
假設(shè)函數(shù)h的作用域是在定義時(shí)確定的，就是說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。那么在執(zhí)行的時(shí)候，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，那輸出值就是undefined；如果第二種假設(shè)成立，輸出值則為1。

運(yùn)行結(jié)果證明了第2個(gè)假設(shè)是正確的，說明函數(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、閉包的應(yīng)用場(chǎng)景
保護(hù)函數(shù)內(nèi)的變量安全。以最開始的例子為例，函數(shù)a中i只有函數(shù)b才能訪問，而無法通過其他途徑訪問到，因此保護(hù)了i的安全性。

在內(nèi)存中維持一個(gè)變量。依然如前例，由于閉包，函數(shù)a中i的一直存在于內(nèi)存中，因此每次執(zhí)行c()，都會(huì)給i自加1。
通過保護(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）
私有屬性和方法在Constructor外是無法被訪問的
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。

 

五、Javascript的垃圾回收機(jī)制
 

在Javascript中，如果一個(gè)對(duì)象不再被引用，那么這個(gè)對(duì)象就會(huì)被GC回收。如果兩個(gè)對(duì)象互相引用，而不再被第3者所引用，那么這兩個(gè)互相引用的對(duì)象也會(huì)被回收。因?yàn)楹瘮?shù)a被b引用，b又被a外的c引用，這就是為什么函數(shù)a執(zhí)行后不會(huì)被回收的原因。

 

六、結(jié)語

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)制才能寫出更為安全和優(yōu)雅的代碼。

該文章在 2011/2/15 18:16:26 編輯過