深刻理解JavaScript閉包(closure)

　　最近在網上查閱了很多javascript閉包(closure)相關的資料，寫的大可能是很是的學術和專業。對於初學者來講別說理解閉包了，就連文字敘述都很難看懂。撰寫此文的目的就是用最通俗的文字揭開Javascript閉包的真實面目。

　　1、什麼是閉包？

　　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（一般是一個函數），於是這些變量也是該表達式的一部分。

　　相信不多有人能直接看懂這句話，由於他描述的太學術。我想用如何在Javascript中建立一個閉包來告訴你什麼是閉包，由於跳過閉包的建立過程直接理解閉包的定義是很是困難的。看下面這段代碼： 

function a(){
var i = 0 ;
function b(){
　　alert( ++ i);
}
return b;
}

var c = a();
c();

　　這段代碼有兩個特色：

　　一、函數b嵌套在函數a內部；

　　二、函數a返回函數b。

　　引用關係如圖：

　　

　　這樣在執行完var c=a()後，變量c其實是指向了函數b，再執行c()後就會彈出一個窗口顯示i的值(第一次爲1)。這段代碼其實就建立了一個閉包，爲何？由於函數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，就建立了一個閉包。

　　我猜測你必定仍是不理解閉包，由於你不知道閉包有什麼做用，下面讓咱們繼續探索。

　　2、閉包有什麼做用？

　　簡而言之，閉包的做用就是在a執行完並返回後，閉包使得Javascript的垃圾回收機制GC不會收回a所佔用的資源，由於a的內部函數b的執行須要依賴a中的變量。這是對閉包做用的很是直白的描述，不專業也不嚴謹，但大概意思就是這樣，理解閉包須要按部就班的過程。

　　在上面的例子中，因爲閉包的存在使得函數a返回後，a中的i始終存在，這樣每次執行c()，i都是自加1後alert出i的值。

　　那麼咱們來想象另外一種狀況，若是a返回的不是函數b，狀況就徹底不一樣了。由於a執行完後，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，所以函數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。(關於Javascript的垃圾回收機制將在後面詳細介紹)

　　3、閉包內的微觀世界

　　若是要更加深刻的瞭解閉包以及函數a和嵌套函數b的關係，咱們須要引入另外幾個概念：函數的執行環境(excution context)、活動對象(call object)、做用域(scope)、做用域鏈(scope chain)。以函數a從定義到執行的過程爲例闡述這幾個概念。

　　一、當定義函數a的時候，js解釋器會將函數a的做用域鏈(scope chain)設置爲定義a時a所在的環境，若是a是一個全局函數，則scope chain中只有window對象。

　　二、當函數a執行的時候，a會進入相應的執行環境(excution context)。

　　三、在建立執行環境的過程當中，首先會爲a添加一個scope屬性，即a的做用域，其值就爲第1步中的scope chain。即a.scope=a的做用域鏈。

　　四、而後執行環境會建立一個活動對象(call object)。活動對象也是一個擁有屬性的對象，但它不具備原型並且不能經過JavaScript代碼直接訪問。建立完活動對象後，把活動對象添加到a的做用域鏈的最頂端。此時a的做用域鏈包含了兩個對象：a的活動對象和window對象。

　　五、下一步是在活動對象上添加一個arguments屬性，它保存着調用函數a時所傳遞的參數。

　　六、最後把全部函數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，所以如同第3步，函數b的做用域鏈被設置爲b所被定義的環境，即a的做用域。

　　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的做用域鏈包含了對函數a的活動對象的引用，也就是說b能夠訪問到a中定義的全部變量和函數。函數b被c引用，函數b又依賴函數a，所以函數a在返回後不會被GC回收。

　　當函數b執行的時候亦會像以上步驟同樣。所以，執行時b的做用域鏈包含了3個對象：b的活動對象、a的活動對象和window對象。以下圖所示：

　　

　　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，若是存在則返回，若是不存在將繼續搜索函數a的活動對象，依次查找，直到找到爲止。若是整個做用域鏈上都沒法找到，則返回undefined。若是函數b存在Prototype原型對象，則在查找　　完自身的活動對象後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。若是整個做用域鏈上都沒法找到，則返回undefined。

　　小結，本段中提到了兩個重要的詞語：函數的定義與執行。文中提到函數的做用域是在定義函數時候就已經肯定，而不是在執行的時候肯定（參看步驟1和3）。用一段代碼來講明這個問題：

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中的那個匿名函數(由g返回)。

　　假設函數h的做用域是在執行alert(h())肯定的，那麼此時h的做用域鏈是：h的活動對象->alert的活動對象->window對象。
　　假設函數h的做用域實在定義時肯定的，就是說h指向的那個匿名函數在定義的時候就已經肯定了做用域。那麼在執行的時候，h的做用域鏈爲：h的活動對象->f的活動對象->window對象。
　　若是第一種假設成立，那輸出值就是undefined；若是第二種假設成立，輸出值則爲1。

　　運行結果證實了第2個假設是正確的，說明函數的做用域確實是在定義這個函數的時候就已經肯定了。

　　4、閉包的應用場景

　　一、保護函數內的變量安全。以最開始的例子爲例，函數a中i只有函數b才能訪問，而沒法經過其餘途徑訪問到，所以保護了i的安全性。

　　二、在內存中維持一個變量。依然如前例，因爲閉包，函數a中i的一直存在於內存中，所以每次執行c()，都會給i自加1。以上兩點是閉包最基本的應用場景，不少經典案例都源於此。

　　三、經過保護變量的安全實現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外是沒法被訪問的

function Constructor(...) {
var that = this;
var membername = value;
function membername(...) {...}
}

　　以上3點是閉包最基本的應用場景，不少經典案例都源於此。

　　5、Javascript的垃圾回收機制

　　在Javascript中，若是一個對象再也不被引用，那麼這個對象就會被GC回收。若是兩個對象互相引用，而再也不被第3者所引用，那麼這兩個互相引用的對象也會被回收。由於函數a被b引用，b又被a外的c引用，這就是爲何函數a執行後不會被回收的緣由。