JavaScript 闭包小记

最近朋友面试被问到了 JS 闭包的问题，本人一时语塞，想起了袁华的一句话：“这道题太难了，我不会做，不会做啊！”。

JS 闭包属于面向对象的一个重要知识点，特此本人又开始了一段说走就走的旅程。

闭包就是外层函数的作用域（AO）对象被内层函数所引用，无法被释放。

上面那句话听起来可能不是很理解，本人在之前写过一篇 《Python 闭包小记 》的关于 Python 闭包的一些知识的文章，里面写了百度百科对于闭包的理解，虽然由于才疏学浅大部分都是引用的他人的知识架构，但语言这种东西都是相通的，我们不需要去记那些晦涩的名词，对于闭包，作为初学者我们只需知道：

函数作为返回值，函数作为参数传递。 就可以将其理解为闭包。

话不多说，先上个代码缓和一下尴尬的气氛：

function outer() {
    var max = 10;
    function inner(num) {
        if (num > max) {
            console.log(num)
        }
    }
    return inner;
}
var foo = outer();
foo(20); // 20

上面代码满足 函数作为返回值  的条件，所以是一个闭包函数。

根据 JS 函数的执行机制，先执行第 10 行的 foo 代码，在函数执行完之后会被 JS 的垃圾回收机制将 outer 函数回收，但是在执行到第 3 行的时候我们发现 outer 函数内部又出现了一个 inner 函数，且 inner 函数里引用着 outer 函数的 max = 10; 的变量，这就无法被回收并且留在了内存里，当执行到第 11 行时由于 outer 函数内的 max = 10; 被留在内存中，所以会被 inner 函数调用，并满足 if 条件判断，所以输出 20；

以上我们实现了一个简单的闭包函数，但是却产生了一个问题，那就是无法被释放的对象留在了内存当中，造成了不必要的内存开销。

再看如下代码：

var max = 10,
    foo = function (num) {
        if (num > max) {
            console.log(num);
        }
    };
(function (bar) {
    var max = 100;
    bar(20)
})(foo);    // 20

上面代码满足 函数作为参数传递  的条件，所以是一个闭包函数。

函数 foo 作为一个参数被传入函数中，赋值个 bar 参数，当执行到 bar() 函数时，函数内部的 max 并不是 100，而是 10，这似乎匪夷所思。我们暂且将 7 — 10 行的函数叫 “父作用域”，其余叫“全局作用域”，当执行到 bar(20) 时，函数去执行第 2 行的代码，此时 foo 函数内部的 max 要去取值，而 max = 10; 正好在他所在的 “全局作用域” 内，所以会取 max = 10; 的值而不是 max = 100; 的值。由此可见，取值时要去创造这个函数的作用域内取值，而不是所谓的 “父作用域” 或者离函数近的地方取值。

我们再来看一段代码：

var num = 20;
function outer() {
    var max = 10;
    function inner() {
        if (num > max) {
            console.log(num);
        }
    }
    return inner;
}
var foo = outer(),
    num = 30;
foo();  //30

上面的代码在看完上面的解释后可以得知它是一个闭包函数，且定义了一个全局变量 num，最初定义为 num = 20，当代码执行到第 11 行时去调用执行第 2 行，待第 11 行执行完毕后执行第 12 行，此时将全局的 num = 20; 变为了 num = 30; 再执行第 13 行，此时执行时调用 inner 函数时，从输出结果我们可以看出调用的 num 为之后赋值的 30，

由此可见全局的 num 变量被污染了。

我们再来看下一段代码：

function outer() {
    var max = 10;
    function inner(num) {
        if (num > max) {
            console.log(num);
        }
    }
    return inner;
}
var foo = outer(),
    max = 100;
foo(20);   //20

上面的代码中当函数执行时，先执行第 10 行，然后调用执行第 1 行的函数，此时将 max 赋值为 10，但需要注意的是此时的 max = 10；并不是在全局作用域内，而是在 outer() 函数的作用域内，执行完第 10 行再执行第 11 行，此时将 max 赋值为 100，但需要注意的是此时的 max = 100；是在全局作用域内。  所以在执行到第 12 行代码的时候调用执行 inner() 函数并将参数 20 传入，输出结果为 20，由此可见outer() 函数作用域内的对象 num 并没有被全局的对象 num 所污染。

由以上四段代码我们初步了解了一些闭包的基本特征，但是由于才疏学浅，怕总结的不够全面，这时突然想到了东东大神的笔记，于是上网搜到了一些，下面就将其再归纳总结一下。

闭包：既重用一个变量，又保护变量不被污染的一种机制。

 

为什么使用闭包 : 

全局变量和局部变量都具有不可兼得的优缺点。

        全局变量: 

                优: 可重用, 

                缺: 易被污染。

        局部变量: 

             优: 仅函数内可用，不会被污染

              缺: 不可重用!

何时使用: 

只要既重用一个变量，又保护变量不被污染时。

 如何使用:

　　 1. 用外层函数包裹要保护的变量和内层函数。

 　　2. 外层函数将内层函数返回到外部。

　　 3. 调用外层函数，获得内层函数的对象，保存在外部的变量中——形成了闭包。

闭包形成的原因: 

外层函数调用后，外层函数的函数作用域（AO）对象无法释放，被内层函数引用着。

闭包的缺点：

 　　比普通函数占用更多的内存。

 　　解决：闭包不在使用时，要及时释放。

 　    将引用内层函数对象的变量赋值为null。

结合上面举的四段代码栗子和东东的笔记，我们已经对闭包有了一个形象的认识，但是要到达全面理解的程度，只能说革命尚未成功，同志仍需努力。

令人可喜的是在网上又查到了东东对于闭包更形象的图形讲解，看完之后相信大家对闭包会有更加深刻的理解。

先来一段代码缓和一下字多的尴尬：

//1. 用外层函数包裹要保护的变量和内层函数
function outer() {
    var i = 1;
    //2. 外层函数返回内层函数对象到外部
    return function () {
        console.log(i++);
        
    }
}
//3. 调用外层函数获得内层函数对象
var getNum = outer();  //getNum:function(){ console.log(i++); }
getNum();//1
getNum();//2
i = 1;
getNum();//3
getNum();//4

上面的代码是定义了一个 outer() 外层函数，外层函数的作用域内定义了 i = 1；的变量，内部返回了一个函数，这就形成了闭包。当代码执行到第 10 行，其实就返回了一个 outer() 函数的内部函数，执行一次 getNum()，由于打印的是 i++ ，所以输出结果为 1，（注：如果打印的是 ++i，输出结果为 2 ）。 再执行一次 getNum()，由于之前 i 已经执行过一次 i++，所以此次执行结果为 2，再在全局设置 i = 1，再次执行 getNum() 两次，执行结果分别为 3 和 4，说明全局设置的 i = 1，并没有覆盖 outer() 函数作用域内的 i 值，outer() 函数内的 i 值被很好的保护起来并得到了重用。

我们来看看东东对上面代码的图形化分析：

如上图：在 JavaScript 中有一个执行环境栈（ECS）概念，注：ECS = 局部EC + 全局EC，所有的函数都要通过进栈、出栈来执行，执行环境栈中有一个自带的 main() 函数的全局EC 指向全局的 window 作用域，它会指向全局的 window 对象，代码运行到红线部分的时候，执行环境栈中仅有一个全局执行环境 window，此时 window 中有两个全局变量(标识符)：outer 、getNum，其中 outer() 函数开辟了一块内存用于存储所执行的方法，并且通过 scope 记住它的父级。

如上图：当执行 outer() 函数时，outer() 相当于局部EC 进入执行环境栈，此时 outer() 会开辟一块属于自己的作用域（AO），里面定义了 i = 1，的环境变量。 由于 window 中引用着 i 对象，所以 outer 的 AO 会指向 window，同时 getNum 会调用 outer() 函数并返回一个方法，所以会开辟一块内存用于存储所执行的方法，该方法中又有 i 变量指向 outer 的 AO，绿色线三方互相牵连。

 

如上图：当执行环境栈中的 outer() 函数执行完出栈时，理论上 outer 的 AO，即蓝色框应该被垃圾回收机制所回收，但是由于闭包作用，这块就被留了下来，闭包至此形成。

 

如上图：当 outer() 函数出栈，getNum() 函数进栈，getNum 开辟属于自己的作用域（AO），且执行了一次 i++ 。此时输出结果为 1。

如上图：当 getNum() 函数出栈时，自己多开辟的作用域被回收，但是 outer 的作用域由于闭包作用依然留在内存中，且变为了 i = 2。

如上图：再次执行 getNum() 函数，相当于 getNum() 函数再次入栈出栈，原来由于闭包作用保留的 i = 2 再次做 ++ 运算。

如上图：再往下执行 i = 1，即在全局 window 当中添加了 i 对象。此时 outer 作用域内的 i 由于上一次的 ++ 变为了 3。

如上图：第三次执行 getNum() 函数，此时大家应该懂得该怎么执行了吧，getNum() 并不会去全局的 window 中去取 i = 1 使用，而是去所创造它的作用域去值，即 i = 3 做 ++ 运算。

至此闭包的运行流程就全部介绍完了，大家是不是对于闭包有了一个比较清晰的了解了。

别急，还差那么一点点，那就是主动释放闭包所产生的内存。如下

//1. 用外层函数包裹要保护的变量和内层函数
function outer() {
    var i = 1;
    //2. 外层函数返回内层函数对象到外部
    return function () {
        console.log(i++);
        i = null;
    }
}
//3. 调用外层函数获得内层函数对象
var getNum = outer();  //getNum:function(){ console.log(i++); }
getNum(); //1
getNum(); //0
i = 1;
getNum(); //0
getNum(); //0

在执行完第一次 getNum() 函数时我们就将 i 变量设为 null，再次执行 getNum() 函数时发现所得结果已经变为 0 了，说明 outer() 函数内的 i 变量内存已经被释放了！！！

至此 JavaScript 闭包的全部内容就讲解完毕了，以上内容如有纰漏请各位大神批评指正。

好记性不如烂笔头，特此记录，与君共勉！