JavaScript闭包原理与实战：从变量作用域到内存管理

JavaScript闭包详解

以下是针对JavaScript初学者的学习笔记整理。

变量的作用域基础

一、变量的作用域

理解闭包的前提，是掌握JavaScript中独特的变量作用域机制。

变量的作用域主要划分为两类：全局变量与局部变量。

JavaScript的一个显著特性是，函数内部可以直接访问全局变量。


var n=999;

function f1(){
　　alert(n);
}

f1(); // 999

反之，在函数外部无法直接读取函数内部的局部变量。


function f1(){
　　var n=999;
}

alert(n); // error

需特别注意，在函数内部声明变量时必须使用var命令。若省略该关键字，实际上会创建一个全局变量。


function f1(){
　　n=999;
}

f1();

alert(n); // 999

从外部读取局部变量的方法

二、如何从外部读取局部变量？

尽管常规情况下无法在函数外获取局部变量，但出于特定需求，我们有时需要实现这一功能。此时只能通过变通手段达成。

具体做法是在函数内部再定义一个子函数。


function f1(){

　　var n=999;

　　function f2(){
　　　　alert(n); // 999
　　}

}

如代码所示，函数f2被包含在函数f1内部，这使得f1的所有局部变量对f2可见。然而反向不可行，f2的局部变量对f1不可见。这种JavaScript特有的“链式作用域”结构（chain scope）意味着子对象能逐级向上查找父对象的变量，即父对象变量对子对象可见，反之则不成立。

既然f2能读取f1的局部变量，只需将f2作为返回值，即可在f1外部访问其内部变量。


function f1(){

　　var n=999;

　　function f2(){
　　　　alert(n); 
　　}

　　return f2;

}

var result=f1();

result(); // 999

闭包的概念与本质

三、闭包的概念

前述代码中的f2函数即为闭包的实例。

专业文献中关于“闭包”（closure）的定义往往晦涩难懂。通俗而言，闭包是指能够读取其他函数内部变量的函数。

鉴于JavaScript中仅函数内部的子函数能读取局部变量，因此可将闭包简化理解为“定义在函数内部的函数”。

本质上，闭包充当了连接函数内部与外部的桥梁。

闭包的主要用途

四、闭包的用途

闭包应用场景广泛，主要两大用途：一是读取函数内部的变量；二是让这些变量的值始终保留在内存中。

如何理解这一特性？参考以下代码示例。


  function f1(){

　　　　var n=999;

　　　　nAdd=function(){n+=1}

　　　　function f2(){
　　　　　　alert(n);
　　　　}

　　　　return f2;

　　}

　　var result=f1();

　　result(); // 999

　　nAdd();

　　result(); // 1000

在此代码中，result即为闭包f2。它执行了两次，首次输出999，第二次输出1000。这证实了函数f1中的局部变量n一直驻留内存，并未在f1调用结束后自动清除。

原因在于f1是f2的父函数，而f2被赋值给全局变量，导致f2始终存在于内存中。由于f2依赖f1存在，f1也必然常驻内存，从而避免了调用结束后被垃圾回收机制（garbage collection）回收。

此外需注意“nAdd=function(){n+=1}”这一行。首先，nAdd前未使用var关键字，故其为全局变量而非局部变量。其次，nAdd的值是一个匿名函数（anonymous function），该匿名函数本身也是闭包。因此，nAdd相当于一个setter，允许在函数外部操作内部的局部变量。

使用闭包的注意事项

五、使用闭包的注意点

1）由于闭包会导致函数内的变量保存在内存中，造成较大的内存消耗，因此不可滥用。否则可能引发网页性能问题，在IE浏览器中甚至可能导致内存泄露。解决方法是在退出函数前，删除不再使用的局部变量。

2）闭包会在父函数外部改变其内部变量的值。若将父函数视为对象（object），将闭包视为公共方法（Public Method），将内部变量视为私有属性（private value），则需谨慎操作，避免随意修改父函数内部的变量值。

闭包运行机制思考

六、思考题

若能理解以下两段代码的运行结果，即表示已掌握闭包的运行机制。

代码片段一


  var name = "The Window";

　　var object = {
　　　　name : "My Object",

　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return this.name;
　　　　　　};

　　　　}

　　};

　　alert(object.getNameFunc()());

代码片段二


  var name = "The Window";

　　var object = {
　　　　name : "My Object",

　　　　getNameFunc : function(){
　　　　　　var that = this;
　　　　　　return function(){
　　　　　　　　return that.name;
　　　　　　};

　　　　}

　　};

　　alert(object.getNameFunc()());

以上内容为本文的全部讲解，希望读者能从中受益。

JavaScript闭包（Closure）详解