JavaScript 闭包

作者: 码不停蹄的忧伤 | 来源:发表于2017-08-27 12:37 被阅读34次

    闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。比较常见的创建闭包方式,就是在一个函数内部创建另一个函数。如

    function a(propertyName) {
        return function(obj1, obj2) {
            var v1 = obj1[propertyName];
            var v2 = obj2[propertyName];
            if (v1 < v2) {
                return -1;
            } else (v1 > v2) {
                return 1;
            } else {
                return 0;
            }
        };
    }
    

    上面的代码中,内部函数可以直接访问 propertyName 这个属于外部函数的变量。为什么能够直接访问?要弄清这个问题,需要了解执行环境和作用域两个概念。

    执行环境(execution context)定义了变量或函数有权访问的其它数据,决定了它们各自的行为。每个执行环境都有一个与之关联的变量对象(variable object),环境中定义的所有变量和函数都保存在这个对象中。这个变量无法访问,但解析器在处理数据时会在后台使用它。

    全局执行环境是最外围的一个执行环境。根据 ECMAScript 实现所在的宿主环境不同,表示执行环境的对象也不一样。在 Web 浏览器中,全局执行环境被认为是 window 对象,因为所有的全局变量和函数都是作为 window 对象的属性和方法创建的。某个执行环境中的所有代码执行完毕后,该环境被销毁,保存在其中的所有变量和函数定义也随之销毁(全局执行环境直到应用程序退出——关闭浏览器或网页——时才会销毁)。

    每个函数都有其自己的执行环境。当执行流进入一个函数时,函数的环境会被推入一个环境栈中。而在函数执行完之后,函数的环境就会被弹出栈,把控制权返回给之前的执行环境。

    当代码在一个环境中执行时,会创建变量对象的一个作用域链(scope chain)。作用域链的用途,是保证对执行环境有权访问的所有变量和函数的有序访问。作用域链的前端,始终都是当前执行的代码所在环境的变量对象。如果这个环境是函数,则将其活动对象(activation object)作为变量对象。活动对象在最开始时只包含一个变量,即 arguments 对象 (这个对象在全局环境中是不存在的)。作用域链中的下一个变量对象来自包含(外部)环境,而再下一个变量对象则来自下一个包含环境。这样,一直延续到全局执行环境;全局执行环境的变量对象始终都是作用域链中的最后一个对象。

    标识符解析是沿着作用域链一级一级地搜索标识符的过程。当在某个环境中为了读取或写入而引用一个标识符时,必须通过搜索来确定该标识符实际代表什么。搜索过程始终从作用域链的前端开始,向上逐级查询与给定名字匹配的标识符,直至找到标识符为止(如果找不到标识符,通常会导致错误发生)。

    var v1 = 5;
    function aFun(propertyName) {
        var v2 = 4;
        function swap() {
            var temp = v1;
            v1 = v2;
            v2 = temp;
        }
        swap();
    }
    
    aFun();
    

    如上代码共涉及 3 个执行环境:全局环境、aFun()的局部环境和 swap()的局部环境。全局环境中有一个变量 v1 和一个函数 aFun()。aFun()的局部环境中有一个名为 v2 的变量和一个名为 swap()的函数,但它可以访问全局环境中的变量 v1。swap()的局部环境中有一个变量 temp,该变量只能在这个环境中访问到。无论是全局环境还是 aFun()的局部环境都无权访问 temp。然而,在 swap()内部则可以访问其他两个环境中的所有变量,因为两个变量是它的父执行环境(包含环境或外部环境)。

    内部环境可以沿着作用域链访问所有外部环境,但是外部环境不能访问内部环境中的任何变量和函数。只能向上搜索作用域链,不能向下搜索作用域链。

    到这里,我们知道创建一个函数时,会创建一个预先包含全局变量对象的作用域。这个作用域会被保存在内部的[[scope]]属性中。当调用该函数时,会为函数创建一个执行环境,然后通过复制函数的[[scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链。此后,又有一个活动对象(在此作为变量对象使用)被创建并被推入执行环境作用域链的前端。因此,函数作用域链中包含两个变量对象:本地活动对象和全局变量对象。

    函数的活动对象由 arguments 和其他命名参数值初始化得来。
    

    无论什么时候在函数中访问一个变量时,就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。函数执行完毕之后,局部活动对象就会被销毁,内存中仅保存全局作用域(全局执行环境的变量对象)。但是,闭包的情况不同。

    闭包会将包含函数(外部函数)的活动对象添加到它的作用域链中,这样,闭包就可以访问外部函数定义的所有变量。闭包的作用域链一直引用这个活动对象直到闭包被销毁,因此,外部函数执行完毕之后,其执行环境的作用域链会被销毁,但它的活动对象仍然留在内存中,直至闭包被销毁,活动对象才会被销毁。

    由于闭包会携带包含它的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多内存。过度使用闭包可能会导致内存占用过多,使用须慎重。
    

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