JavaScript之闭包

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概述

闭包, 可以说是每个前端工程师都听说的一个词，咋一看很难从字面上去理解，从而给人留下了闭包是一个重要又难以理解的概念。

但是，闭包在 JS 代码可以说是随处可见，闭包也只是计算机领域的一个概念而已，它的存在是因为 JS 的一些语言特性，比如：函数式语言，执行上下文，执行上下文栈,作用域链，词法作用域。

执行上下文：Execution Context
执行上下文栈：Execution Context Stack
作用域链：Scope Chain
作用域：Scope

本篇文章，将先给结论，到底什么是闭包，再来分析产生闭包的过程和原因。

一、什么是闭包

当函数记住并访问所在词法作用域的自由变量时，就产生了闭包，即使函数是在当前词法作用域外执行。
--《你不知道的 JavaScript》

来段经典的闭包代码：

function outter() {
    var a = 123;
    
    function inner() {
        console.log(a);
    }
    return inner;
}

var foo = outter();
foo();  // 123

内部函数 inner 记住了它被定义时的词法作用域，也就是 outter 的函数作用域，并访问了该作用域里的自由变量 a, 同时，inner 函数作用返回值，在外部作用域中被执行。

以上描述，全部符合闭包的描述，那这就是闭包。

二、执行过程

之前的文章讲了函数的执行上下文栈，变量对象，作用域链等内容，接下来通过闭包代码回顾代码是怎么样的执行过程。

function outter() {
    var a = 123;
    
    function inner() {
        console.log(a);
    }
    return inner;
}

var foo = outter();
foo();  // 123

1. 进入全局代码的执行上下文，全局上下文被压入执行上下文栈。

ECStack = [
        globalContext
    ];

1. 全局上下文创建全局变量对象，创建 this 并指向全局上下文。

globalContext = {
    VO: global,
    scope: [global.VO],
    this: global
}

1. 全局上下文初始化时，outter 函数被创建，建立作用域链，复制 Scope 属性到 outter 函数的内部属性[[scope]]

  outter.[[scope]] = [     
    globalContext.VO
  ];

1. 执行 outter 函数，创建 outter 函数执行上下文，将 outter 上下文压入执行上下文栈。

ECStack = [
        globalContext,
        outterContext
    ];

1. 初始化 outter 函数执行上下文，用 arguments 创建活动对象，加入形参、函数声明、变量声明。将活动对象压入 outter 作用域链顶端。

outterContext = {
    AO: {
        arguments: {
            a: undefined,
        }
        length: 1
    },
    scope: undefined,
    inner: reference to function inner(){}
    Scope: [AO, globalContext.VO],
    this: undefined
}

1. outter 执行完毕，接着执行 outter 返回的被变量引用的函数 inner;

ECStack = [
        globalContext,
        innerContext
    ];

1. inner 函数初始化，过程和第4步一样。

innerContext = {
        AO: {
            arguments: {
                length: 0
            }
        },
        Scope: [AO, outterContext.AO, globalContext.VO],
        this: undefined
    }

1. inner 执行，沿着作用域链查找变量 a, 打印 a 值。
2. inner 函数执行结束，弹出执行上下文栈。

ECStack = [
        globalContext
    ];

在这个过程中，第 5 步，outter 已经执行结束，执行上下文按理来说已经被销毁，内部函数 inner 怎么还能访问 outter 作用域的变量呢。

正是由于闭包，inner 引用了它所在词法作用域的自由变量 a，inner 的作用域链中仍然是完整的, 尽管 inner 在其他地方执行，还是返回了正确结果。

三、函数式语言

闭包中，一个很重要的特点就是，内部函数作为一个数据被返回。这是由于 JS 是函数式语言，函数可以作为参数传递进函数，也可以作为一个数据返回。函数的嵌套构成了作用域的嵌套，也就有了作用域链。

由于函数具有作用域，且变量的寻找具有 “遮蔽效应”（从内到外，找到第一个就停止），使得局部作用域的变量对于外部作用域是不可见的，于是函数就有了封闭性，所以我们拿函数来包裹封装私有变量，同时也有了闭包。

四、自由变量

自由变量是指在函数中使用的，但既不是函数参数也不是函数的局部变量的变量。

function outter() {
    var a = 123;
    
    function inner() {
        console.log(a);
    }
    return inner;
}

var foo = outter();
foo();  // 123

对于 inner 函数而言，变量 a, 不是它的函数参数，也不是它的局部变量，a 就是自由变量。

五、闭包的用处和缺点

从闭包的特点可以看出，自由变量保存在了内存中，并能间接访问。

那么闭包的作用就是：

隐藏私有变量，解决变量命名空间污染的问题。

缺点
如果闭包过多，变量常驻内存，肯定会占用大量内存空间。

总结

由于 JS 是函数式语言，当函数记住并访问所在词法作用域的自由变量时，就产生了闭包，即使函数是在当前词法作用域外执行。

闭包在 JS 代码中非常常见，不必把它想得太玄乎。

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