JavaScript中的闭包

闭包简介

闭包是JavaScript的重要特性,那么什么是闭包?

《JavaScript高级程序设计(第3版)》中闭包的定义:

闭包就是指有权访问另一个函数中的变量的函数。

《JavaScript权威指南(第6版)》中闭包的定义:

函数对象可以通过作用域链相互关联起来,函数体内部的变量都可以保存在函数作用域内,这种特性在计算机科学文献中成为“闭包”。

简单来说,在JavaScript中,函数是对象,对象是属性的集合,属性的值也可以是对象,在函数内定义函数就成为一种常见的情况,在函数内部声明函数innerFunction,在innerFunction内部有权访问外部函数的变量对象,这个函数就是我们所说的闭包。

我们来看一个简单的例子:

function checkScope(){
    var scope = "local scope";
    function f() { return scope; }
    return f();
}
checkScope();//输出为“local scope”

当函数第一次被调用时,会创建一个执行环境以及相应的作用域链,作用域链的前端,始终都是当前执行代码所在环境的变量对象,作用域链中的下一个变量对象来自包含外部环境,下一个变量则来自下一个外部环境,这样一直延续到全局执行环境。

在上边的例子中,访问scope时,内部的f()函数可以访问f()外部的变量scope,因为它在作用域链中一级一级往上找的时候可以找到scope变量。

闭包的作用

一、 模拟私有变量。在函数内创建一个闭包,闭包就可以通过自己的作用域链访问函数内部的变量,可以创建用于访问私有变量的方法。访问私有变量和私有函数的方法被称为特权方法。

function MyObject(){
    var privateVariable = 10;
    function privateFunction() {
        return false;
    }
    //特权方法
    this.publicFunction = function() {
        privateVariable++;
        return privateFunction();
    };
}

二、 模仿块级作用域。 JavaScript中没有块级作用域的概念,这意味着在块语句中定义的变量,实际上是包含在函数中的。如果临时需要一些变量,使用私有作用域。

function block() {
    var a = 1;
    var b = 2;
    (function () {
        var a = 3;//覆盖了父作用域中的变量a
        var c = 4;
        //访问到了当前作用域中的变量
        console.log(a);//3
        //访问了父作用域中的变量
        console.log(b);//2
        //访问当前作用域中的变量
        console.log(c);//4
    })()
    //访问块级作用域中的变量
    console.log(c);//c is not defined
}

这种技术经常在全局作用域中被用在函数外部,从而限制向全局作用域中添加过多的变量和函数。

循环中的闭包

使用闭包时一种常见的错误情况是循环中的闭包,很多初学者都遇到了这个问题。很常见的一种情况就是给页面中的多个按钮绑定点击事件,JavaScript代码如下所示:

window.onload = function(){
    var inputs = document.getElementsByTagName('input');
    for(var i = 0; i < inputs.length; i++){
        inputs[i].onclick = function(){
            console.log(i);//希望输出0,1,2,3,4...
        }
    }
}

页面中有5个按钮,根据上边的代码,我们需要的是依次点击按钮时,控制台分别打印出0,1,2,3,4,而实际上,控制台打印出来的,如下图所示:

图片描述

这是为什么呢,当for循环执行完之后,i已经变成了按钮的个数5了,而所有点击函数绑定的都是同一个i,点击按钮时,打印出来的i也都变成了5了。

这一部分理解也可以参考http://www.cnblogs.com/qieguo...。

那么我们为了得到想要的结果,需要在每次循环中创建变量i的拷贝,下面提供三种方法。

第一、使用匿名包装器

window.onload = function () {
    var inputs = document.getElementsByTagName('input');
    for (var i = 0; i < inputs.length; i++) {
        (function (e) {
            inputs[i].onclick = function () {
                console.log(e);
            }
        })(i);

    }
}

依次点击按钮,控制台输出如下:

JavaScript中的闭包_第1张图片

第二、从匿名包装器中返回一个函数:

window.onload = function () {
    var inputs = document.getElementsByTagName('input');
    for (var i = 0; i < inputs.length; i++) {
        inputs[i].onclick = function (num) {
            return function () {
                console.log(num);
            };
        } (i);
    }
}

首先,定义了匿名函数,并将立即执行该匿名函数的结果赋值给数组,匿名函数有一个参数num,在调用每个函数时,我们传入了变量i,函数按值传递,就将变量i的当前值复制给参数num。而在这个匿名函数内部,又创建并返回了一个访问num的闭包,这样一来,每个按钮点击函数都有自己num变量的一个副本,因此可以输出各自不同的数值了。

第三、在循环中使用let

window.onload = function () {
    var inputs = document.getElementsByTagName('input');
    for (let i = 0; i < inputs.length; i++) {
        inputs[i].onclick = function () {
            console.log(i);
        };
    }
}

let是ES6新增的命令,用法类似于var,但是所声明的变量只能在let命令所在代码块内有效。上述代码中,变量i是let声明的,当前的i只在本轮循环有效。所以每一次循环的i其实都是一个新的变量。关于let的用法可参考《ECMAScript 6 入门》中第二章。

内存泄漏

产生内存泄漏的原因是IE9之前的版本对JScript对象和COM对象使用不同的垃圾收集例程,因此闭包在IE的这些版本中会导致一些问题。(JavaScript垃圾收集机制可参考《JavaScript高级程序设计(第3版)》4.3) 例如:

function assignHandle() {
    var element = document.getElementById('elementId');
    element.onclick = function () {
        //element的onclick引用了匿名函数,
        //匿名函数又通过闭包引用了element,造成了循环引用
        console.log(element.id);
    };
}

这个例子中,循环引用导致了element引用数至少为1,element所占内存就永远不会被回收,从而导致了内存泄漏问题。要解决这个问题,就需要解除对DOM对象的引用,减少引用数,确保正常回收其所占用的内存。

引用计数的含义是跟踪记录每个值被引用的次数。当声明了一个变量并将一个引用类型值赋给该变量时,则这个值的引用次数就是1。如果同一个值又被赋给另一个变量,则该值的引用次数加1。相反,如果包含对这个值引用的变量又取得了另外一个值,则这个值的引用次数减1。当这个值的引用次数变成0时,则说明没有办法再次访问这个值了,因而就可以将其占用的内存空间回收回来。

在采用引用计数策略的实现中,出现循环引用时,由于变量的引用次数永远不会是0,函数被多次调用时,就会导致大量内存得不到回收。 这一部分理解可以参考MDN中JavaScript内存管理。

结语

JavaScript闭包是极其有用的特性,但是由于闭包会携带包含它的函数的作用域,占用更多内存,过多使用闭包可能会导致内存占用过多。

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