公司新来的女实习生问我什么是闭包?

撩妹守则第一条,女孩子都喜欢童话故事。

那就先来讲一个童话故事~

// 有一个公主
// 她生活在一个充满冒险的奇妙世界里
// 她遇见了她的白马王子,带着她骑着独角兽环游世界
// 与龙搏斗,遇到了会说话的松鼠,以及许多其他幻想的事情。
function princess () {
    var adventrures = [];
    function princeCharming () {};
    var unicorn = {};
    var dragons = [];
    var squirrel = "Hello!";
    // 但她不得不回到她那充满家务和大人们的单调世界。
    return {
    // 她经常给身边的人讲她作为一个公主的奇妙经历。
      story:function () {
          return adventures[adventures.length - 1];
      }
    }
}
// 但他们看到的只是一个小女孩在讲述关于魔法和幻想的故事
var littleGril = princess();
littleGril.story();
// 即使大人们知道她是真正的公主,他们也不会相信所谓的独角兽或龙,因为他们永远看不到它们
// 大人们说它们只存在于小女孩的想象中
// 但我们知道真正的真理
// 里面的小女孩真的是个公主

这个故事来自于stackoverflow的一则回答,看不懂没关系,等阅读完本文后,回头再来看这个故事,你会发现你已经完全了解了我的魅力,咳咳@¥%#…………JavaScript中闭包的魅力。

30.jpg

什么是闭包?

当函数可以记住并访问所在的词法作用域时,就产生了闭包,即使函数是在当前词法作用域之外执行。 --- 你不知道的JavaScript(上卷)

来个🌰

function demo() {
    var a = 1;
    return function () {
        return a; 
    }
}

var a = demo();
console.log(a());  // 1

闭包的构成

闭包由两部分构成:函数,以及创建该函数的环境。

环境由闭包创建时在作用域中的任何局部变量组成。

闭包的本质

闭包其实是JavaScript函数作用域的副作用产品。

闭包是一种特殊的对象。

所谓有意栽花花不开,无心插柳柳成荫,不是JavaScript故意要使用闭包,而是由于JavaScript的函数内部可以使用函数外部的变量,这段代码又刚刚好符合闭包的定义。

31.jpg

JavaScript中,外部函数调用之后其变量对象本应该被销毁,但闭包阻止了它们的销毁,我们仍然可以访问外部函数的变量对象。

进一步的说,通常情况下,函数的作用域及其所有变量都会在函数执行结束后被销毁。但是,如果创建了一个闭包的话,这个函数的作用域就会一直保存到闭包不存在为止。

function addCalculator (x) {
    return function (y) {
        return x + y;
    }
}

var add1 = addCalculator(1);

console.log(add1(1)); //2

// 释放对闭包的引用
add1 = null;

console.log(add1(1)); //Uncaught TypeError: add1 is not a function

闭包的应用

我们可以用闭包来做什么呢?

了解Java的同学可能知道,Java是支持私有方法的,私有方法只能被一个类中的其他方法所调用,但是JavaScript没有提供这种原生支持,所以我们可以通过闭包来模拟私有方法。

私有方法自然有私有方法的好处,私有方法有利于限制对代码的访问,而且可以避免非核心的方法干扰代码的公共接口,减少全局污染。

来个🌰

var calculator = (function(){
    var a = 1;
    function addCalculator(val){
        a += val
    }
    return {
        add1:function() {
            addCalculator(1);
        },
        add2:function() {
            addCalculator(2);
        },
        result:function() {
            return a
        }
    }
})();

console.log(calculator.result());  // 1
calculator.add1();
console.log(calculator.result());  // 2
calculator.add2();
console.log(calculator.result());  // 4

上面这种方式也叫做模块模式(module pattern)

使用闭包的注意事项

内存泄漏

因为闭包可以使函数中的变量都保存在内存中,造成很大的内存消耗,所以如果 不是某些特定的任务需要使用闭包,我们不要滥用它。

很多博客中都提到了这一点,但是其实都是不完全对的。

敲黑板!!!

使用不当的闭包会在IE(IE9)之前造成内存泄漏问题。因为它的JavaScript引擎使用的垃圾回收算法是引用计数法,对于循环引用将会导致GC(下文会介绍)无法回收垃圾。

关于各个浏览器的闭包测试,详情请见司徒正美-js闭包测试

垃圾回收机制

都9102年了,全国开始实行垃圾分类了,你居然还不知道垃圾回收机制,赶快来补习一下!

32.jpg

垃圾回收也就是GC(Garbage Collection)

GC把程序不用的内存空间视为垃圾,找到它们并且将它们回收,让程序员可以再次利用这部分空间。

不是所有的语言都有GC,一般存在于高级语言中,如JavaJavaScriptPython。那么在没有GC的世界里,程序员就比较辛苦,只能手动去管理内存,比如在C语言中我们可以通过malloc/free,在C++中的new/delete来进行管理。

垃圾回收算法

因为这一部分的内容很多,本文只进行简单的讲解。

GC标记-清除算法

世界上首个值得纪念的GC算法是GC标记-清除算法。因为自其问世以来,一直到半个世纪后的今天,它依然是各种处理程序所用的伟大的算法。

GC标记-清除算法由标记阶段和清除阶段构成,标记阶段将所有的活动对象做上相应的标记,清除阶段把那些没有标记的对象,也就是非活动对象进行回收。在搜索对象并进行标记的时候使用了深度优先搜索,尽可能的从深度上搜索树形结构。

优点:

1.算法简单,实现容易。

2.与保守式的GC算法兼容。

缺点:

1.在使用过程中会出现碎片化的情况,如同Windows的文件系统一样,导致
无数的小分块散布在堆的各个地方。

2.分配速度,由于分块的不连续性,算法每次分配的时候都需要遍历空闲链表为了找到足够大的分块,这样最糟糕的情况就是遍历到最后才找到合适的分
块,影响了分配速度。

引用计数法

这种方法中引入了计数器的概念,通过计数器来表示对象的“人气指数”,也就是有多少个程序引用了这个对象。当计数器(引用数)为0时,垃圾立刻被回收。

优点:

1.可以立即回收垃圾。

2.最大暂停的时间短。

3.并且没有必要沿指针查找。

缺点:

1.上文提到过的循环引用无法回收。

2.并且实现起来很复杂。

3.计数器值的增减处理十分繁重。

4.同时计数器需要占很多位,导致内存空间的使用效率大大降低。

软件工程没有银弹,这些缺点也都有相应的办法进行解决,如果你想深入了解垃圾回收算法,可以购买垃圾回收的算法与实现这本书去看,建议支持正版。

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