JS 作用域、作用域链、闭包、垃圾回收

Scopes

JS的作用域是静态作用域(static scope),也可以称为词法作用域(lexical scope).其主要特征在于,函数作用域中遇到既不是形参也不是函数内部定义的局部变量时,去函数定义时上下文中查。 而与之相对应的是动态作用域(dynamic scope)则不同,其函数作用域中遇到既不是形参也不是函数内部定义的局部变量时,到函数调用时的上下文中去查。

举个例子:

var x = 3;
function fun1() {
  alert(x);
}

(function(){
  var x = 6;
  fun1();
})()

js中alert出的是3,若是动态作用域则会alert 6;

现有语言中使用静态作用域的有:C, C++,Python, Java, JavaScript, Lua 等。。。 大多数现在程序设计语言都是采用静态作用域规则

现有语言中使用动态作用域的有:Emacs Lisp, Common Lisp(两种都有), Perl(两种都有)

Scope Chains

作用域链的产生是由于函数或者流程控制语句的嵌套,如:

function outer (){
  var foo = 1;
  function inner() {
    var bar = 2;
  }
}

那此时 outer中可使用fooinner中能使用 foobar。显而易见:里层可以使用外层定义的变量,反之不然。

但有种情况需要注意: 当里层函数所定义的变量名和外层相同时。里层所定义的变量会覆盖掉外层的,但不会影响外层的值。

Closures

闭包在node回调的实现中表现的尤为突出,并且他为js大多数的异步任务提供了极好的机制。
举个简单的例子来大致了解下闭包。

先定义一个someFunc()函数,然后再函数里定义一个bar变量。那对应的作用域如下

someFunc()
 var bar
    ↑
    ⋮

然后在someFunc()内部定义函数inner()并且在inner()中使用bar,作用域链如下:

 someFunc()
 var bar
    ↑
    |
 inner()
console.log(bar)
    ↑
    ⋮

此时inner()函数持有了外部函数的bar变量。inner()就是个闭包
支撑着callback式的编程实现的是,不论inner()函数是否立马被调用,这个闭包都不会被释放。而且在js里,无论把inner()函数作为参数传递给别的函数,或者作为返回值返回,以便于之后调用,都是合法的。前面说过inner()持有着bar变量,所以bar变量也是一直能被使用的状态,不会被释放。

Garbage Collection

在js里,内存是被runtime管理着的。runtime决定着所有内存的是否释放和释放时间。这个管理内存的流程就是GC-垃圾回收

每个js的runtime都有自己的垃圾回收算法,但是最常用的是一种标记&清理(Mark&Sweep)的算法。这个算法的体思想是,标记那些可以通过代码获得值的内存引用(如:变量,函数,等。。), 任何没有被标记的内存块都会被清理。

这种标记可用内存的概念与闭包息息相关。比如:

 someFunc()
  var bar
return inner
     ↑
     |
  inner()
 console.log(bar)
     ↑
     ⋮

inner()这个闭包从someFunc()返回的时候,它始终维持着对bar的引用。所以bar所在的内存会被标记,这块内存也不会被CG清理了。

不仅bar不会被清理,bar所在的作用域也不会被清理,因为程序需要根据作用域来找到定义bar的环境。

只有当inner()不再需要的时候,inner()才会被释放,同理bar也会被标记为可释放,作用域链就能顺利被释放了。

到此,作用域、作用域链、闭包、垃圾回收就都具有了一定的关联性,理解起来也可以全面点了。

本文只是做了个大致的介绍,每个模块要深入了解的东西还非常多,而且现在网上资料也非常全。仅仅在此做个大致的梳理。

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