深刻理解JavaScript闭包(closure)

　　最近在网上查阅了很多javascript闭包(closure)相关的资料，写的大可能是很是的学术和专业。对于初学者来讲别说理解闭包了，就连文字叙述都很难看懂。撰写此文的目的就是用最通俗的文字揭开Javascript闭包的真实面目。

　　1、什么是闭包？

　　官方的解释是：所谓闭包，指的是一个拥有许多变量和绑定了这些变量的环境的表达式（一般是一个函数），于是这些变量也是该表达式的一部分。

　　相信不多有人能直接看懂这句话，由于他描述的太学术。我想用如何在Javascript中建立一个闭包来告诉你什么是闭包，由于跳过闭包的建立过程直接理解闭包的定义是很是困难的。看下面这段代码： 

function a(){
var i = 0 ;
function b(){
　　alert( ++ i);
}
return b;
}

var c = a();
c();

　　这段代码有两个特色：

　　一、函数b嵌套在函数a内部；

　　二、函数a返回函数b。

　　引用关系如图：

　　

　　这样在执行完var c=a()后，变量c其实是指向了函数b，再执行c()后就会弹出一个窗口显示i的值(第一次为1)。这段代码其实就建立了一个闭包，为何？由于函数a外的变量c引用了函数a内的函数b，就是说：

　　当函数a的内部函数b被函数a外的一个变量引用的时候，就建立了一个闭包。

　　我猜测你必定仍是不理解闭包，由于你不知道闭包有什么做用，下面让咱们继续探索。

　　2、闭包有什么做用？

　　简而言之，闭包的做用就是在a执行完并返回后，闭包使得Javascript的垃圾回收机制GC不会收回a所占用的资源，由于a的内部函数b的执行须要依赖a中的变量。这是对闭包做用的很是直白的描述，不专业也不严谨，但大概意思就是这样，理解闭包须要按部就班的过程。

　　在上面的例子中，因为闭包的存在使得函数a返回后，a中的i始终存在，这样每次执行c()，i都是自加1后alert出i的值。

　　那么咱们来想象另外一种状况，若是a返回的不是函数b，状况就彻底不一样了。由于a执行完后，b没有被返回给a的外界，只是被a所引用，而此时a也只会被b引用，所以函数a和b互相引用但又不被外界打扰(被外界引用)，函数a和b就会被GC回收。(关于Javascript的垃圾回收机制将在后面详细介绍)

　　3、闭包内的微观世界

　　若是要更加深刻的了解闭包以及函数a和嵌套函数b的关系，咱们须要引入另外几个概念：函数的执行环境(excution context)、活动对象(call object)、做用域(scope)、做用域链(scope chain)。以函数a从定义到执行的过程为例阐述这几个概念。

　　一、当定义函数a的时候，js解释器会将函数a的做用域链(scope chain)设置为定义a时a所在的环境，若是a是一个全局函数，则scope chain中只有window对象。

　　二、当函数a执行的时候，a会进入相应的执行环境(excution context)。

　　三、在建立执行环境的过程当中，首先会为a添加一个scope属性，即a的做用域，其值就为第1步中的scope chain。即a.scope=a的做用域链。

　　四、而后执行环境会建立一个活动对象(call object)。活动对象也是一个拥有属性的对象，但它不具备原型并且不能经过JavaScript代码直接访问。建立完活动对象后，把活动对象添加到a的做用域链的最顶端。此时a的做用域链包含了两个对象：a的活动对象和window对象。

　　五、下一步是在活动对象上添加一个arguments属性，它保存着调用函数a时所传递的参数。

　　六、最后把全部函数a的形参和内部的函数b的引用也添加到a的活动对象上。在这一步中，完成了函数b的的定义，所以如同第3步，函数b的做用域链被设置为b所被定义的环境，即a的做用域。

　　到此，整个函数a从定义到执行的步骤就完成了。此时a返回函数b的引用给c，又函数b的做用域链包含了对函数a的活动对象的引用，也就是说b能够访问到a中定义的全部变量和函数。函数b被c引用，函数b又依赖函数a，所以函数a在返回后不会被GC回收。

　　当函数b执行的时候亦会像以上步骤同样。所以，执行时b的做用域链包含了3个对象：b的活动对象、a的活动对象和window对象。以下图所示：

　　

　　当在函数b中访问一个变量的时候，搜索顺序是先搜索自身的活动对象，若是存在则返回，若是不存在将继续搜索函数a的活动对象，依次查找，直到找到为止。若是整个做用域链上都没法找到，则返回undefined。若是函数b存在Prototype原型对象，则在查找　　完自身的活动对象后先查找自身的原型对象，再继续查找。这就是Javascript中的变量查找机制。若是整个做用域链上都没法找到，则返回undefined。

　　小结，本段中提到了两个重要的词语：函数的定义与执行。文中提到函数的做用域是在定义函数时候就已经肯定，而不是在执行的时候肯定（参看步骤1和3）。用一段代码来讲明这个问题：

function f(x) {
var g = function () { return x; }
return g;
}
var h = f(1);
alert(h());

　　这段代码中变量h指向了f中的那个匿名函数(由g返回)。

　　假设函数h的做用域是在执行alert(h())肯定的，那么此时h的做用域链是：h的活动对象->alert的活动对象->window对象。
　　假设函数h的做用域实在定义时肯定的，就是说h指向的那个匿名函数在定义的时候就已经肯定了做用域。那么在执行的时候，h的做用域链为：h的活动对象->f的活动对象->window对象。
　　若是第一种假设成立，那输出值就是undefined；若是第二种假设成立，输出值则为1。

　　运行结果证实了第2个假设是正确的，说明函数的做用域确实是在定义这个函数的时候就已经肯定了。

　　4、闭包的应用场景

　　一、保护函数内的变量安全。以最开始的例子为例，函数a中i只有函数b才能访问，而没法经过其余途径访问到，所以保护了i的安全性。

　　二、在内存中维持一个变量。依然如前例，因为闭包，函数a中i的一直存在于内存中，所以每次执行c()，都会给i自加1。以上两点是闭包最基本的应用场景，不少经典案例都源于此。

　　三、经过保护变量的安全实现JS私有属性和私有方法（不能被外部访问）

　　私有属性和方法在Constructor外是没法被访问的

function Constructor(...) {
var that = this;
var membername = value;
function membername(...) {...}
}

　　以上3点是闭包最基本的应用场景，不少经典案例都源于此。

　　5、Javascript的垃圾回收机制

　　在Javascript中，若是一个对象再也不被引用，那么这个对象就会被GC回收。若是两个对象互相引用，而再也不被第3者所引用，那么这两个互相引用的对象也会被回收。由于函数a被b引用，b又被a外的c引用，这就是为何函数a执行后不会被回收的缘由。