JavaScript閉包原理及作用詳解
簡介
說明
本文介紹JavaScript的閉包的作用、用途及其原理。
閉包的定義
閉包是指內(nèi)部函數(shù)總是可以訪問其所在的外部函數(shù)中聲明的變量和參數(shù),即使在其外部函
數(shù)被返回(壽命終結)了之后。
閉包的作用(特點)
1.函數(shù)嵌套函數(shù)
2.內(nèi)部函數(shù)可以引用外部函數(shù)的參數(shù)或者變量
3.外部函數(shù)的參數(shù)和變量不會被垃圾回收,因為被內(nèi)部函數(shù)引用。
閉包與全局變量
閉包的用途
柯里化
可以通過參數(shù)來生成不同的函數(shù)。
function makeWelcome(x) { return function(y) { return x + y; }; } let sayHello = makeWelcome("Hello,"); let sayHi = makeWelcome("Hi,"); console.log(sayHello("Tony")); console.log(sayHi("Tony"));
結果
Hello,Tony
Hi,Tony
實現(xiàn)公有變量
需求:實現(xiàn)一個累加器,每次調(diào)用就增加一次。
function makeCounter(){ let count = 0; function innerFunction(){ return count++; } return innerFunction; } let counter = makeCounter(); console.log(counter()); console.log(counter()); console.log(counter());
結果
0
1
2
緩存
設想有一個處理過程很耗時的函數(shù)對象,可以將計算出來的值存儲起來,當調(diào)用這個函數(shù)的時候,首先在緩存中查找。如果找不到,則進行計算,然后更新緩存并返回值;如果找到了,直接返回查找到的值即可。
閉包可以做到這一點,因為它不會釋放外部的引用,從而函數(shù)內(nèi)部的值可以得以保留。
本處為了簡單,直接寫讀寫緩存的示例。(而不是讀不到再計算,然后存到緩存)。
let cache = function () { // Map允許鍵為任意類型。如果這么寫:let storage = {},則鍵只能為字符串 let storage = new Map(); return { setCache: function (k, v) { storage[k] = v; }, getCache: function (k) { return storage[k]; }, deleteCache: function (k) { delete storage[k]; } } }(); cache.setCache('a', 1); console.log(cache.getCache('a'))
結果
1
封裝(屬性私有化)
只能通過提供的閉包的形式來訪問內(nèi)部變量。(此法不好,建議使用原型鏈)。
let person = function(){ //變量作用域為函數(shù)內(nèi)部,外部無法訪問 let name = "defaultName"; return { getName: function(){ return name; }, setName: function(newName){ name = newName; } } }(); console.log(person.name); console.log(person.getName()); person.setName("Hello"); console.log(person.getName());
結果
undefined
defaultName
Hello
閉包的原理
以計數(shù)器為例:
function makeCounter() { let count = 0; return function() { return count++; }; } let counter = makeCounter(); console.log(counter()); console.log(counter()); console.log(counter());
結果
0
1
2
每次 makeCounter() 調(diào)用的開始,都會創(chuàng)建一個新的詞法環(huán)境對象,以存儲該makeCounter 運行時的變量。
因此,我們有兩層嵌套的詞法環(huán)境:
在執(zhí)行 makeCounter() 的過程中創(chuàng)建了一個僅占一行的嵌套函數(shù): return count++ 。我們尚未運行它,僅創(chuàng)建了它。
所有的函數(shù)在“誕生”時都會記住創(chuàng)建它們的詞法環(huán)境。原理:所有函數(shù)都有名為 [[Environment]] 的隱藏屬性,該屬性保存了對創(chuàng)建該函數(shù)的詞法環(huán)境的引用:
因此, counter.[[Environment]] 有對 {count: 0} 詞法環(huán)境的引用。這就是函數(shù)記住它創(chuàng)建于何處的方式,與函數(shù)被在哪兒調(diào)用無關。 [[Environment]] 引用在函數(shù)創(chuàng)建時被設置并永久保存。
稍后,當調(diào)用 counter() 時,會為該調(diào)用創(chuàng)建一個新的詞法環(huán)境,并且其外部詞法環(huán)境引用獲取于 counter.[[Environment]] :
現(xiàn)在,當 counter() 中的代碼查找 count 變量時,它首先搜索自己的詞法環(huán)境(為空,因為那里沒有局部變量),然后是外部 makeCounter() 的詞法環(huán)境,并且在哪里找到就在哪里修
改(在變量所在的詞法環(huán)境中更新變量)。
這是執(zhí)行后的狀態(tài):
如果我們調(diào)用 counter() 多次, count 變量將在同一位置增加到 2, 3等。
垃圾收集
簡介
通常,函數(shù)調(diào)用完成后,會將詞法環(huán)境和其中的所有變量從內(nèi)存中刪除,因為現(xiàn)在沒有任何對它們的引用了。
與 JavaScript 中的任何其他對象一樣,詞法環(huán)境僅在可達時才會被保留在內(nèi)存中。但是,如果有一個嵌套函數(shù)在函數(shù)結束后仍可達,則它具有引用詞法環(huán)境的[[Environment]] 屬性。
如果在函數(shù)執(zhí)行完成后,詞法環(huán)境仍然可達,則此嵌套函數(shù)仍然有效。例如:
function f() { let value = 123; return function() { alert(value); } } // g.[[Environment]] 存儲了對相應 f() 調(diào)用的詞法環(huán)境的引用 let g = f();
如果多次調(diào)用 f() ,并且返回的函數(shù)被保存,那么所有相應的詞法環(huán)境對象也會保留在內(nèi)存中。例如:
function f() { let value = Math.random(); return function () { alert(value); }; } // 數(shù)組中的 3 個函數(shù),每個都與來自對應的 f() 的詞法環(huán)境相關聯(lián) let arr = [f(), f(), f()];
當詞法環(huán)境對象變得不可達時,它就會死去(就像其他任何對象一樣)。換句話說,它僅在至少有一個嵌套函數(shù)引用它時才存在。
在下面的代碼中,嵌套函數(shù)被刪除后,其封閉的詞法環(huán)境(以及其中的 value )也會被從內(nèi)存中刪除:
function f() { let value = 123; return function() { alert(value); } } let g = f(); // 當 g 函數(shù)存在時,該值會被保留在內(nèi)存中 g = null; // 現(xiàn)在內(nèi)存被清理了
實際開發(fā)中的優(yōu)化
正如我們所看到的,理論上當函數(shù)可達時,它外部的所有變量也都將存在。但在實際中,JavaScript 引擎會試圖優(yōu)化它。它們會分析變量的使用情況,如果從代碼中可以明顯看出有未使用的外部變量,那么就會將其刪除。
V8(Chrome,Opera)的一個重要的副作用是,此類變量在調(diào)試中將不可用。
打開 Chrome 瀏覽器的開發(fā)者工具,并嘗試運行下面的代碼。
function f() { let value = Math.random(); function g() { debugger; } return g; } let g = f(); g();
當代碼執(zhí)行到“debugger;”這個地方時會暫停,此時在控制臺中輸入 console.log(value);。
結果:報錯:VM146:1 Uncaught ReferenceError: value is not defined
這可能會導致有趣的調(diào)試問題。比如:我們可以看到的是一個同名的外部變量,而不是預期的變量:
let value = "Surprise!"; function f() { let value = "the closest value"; function g() { debugger; } return g; } let g = f(); g();
當代碼執(zhí)行到“debugger;”這個地方時會暫停,此時在控制臺中輸入 console.log(value);。
結果:輸出:Surprise。?
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