7.2 闭包
0. 闭包
不少开发者搞不清楚闭包和匿名函数的区别。闭包是指有权访问另一个函数作用域中变量的函数。创建闭包的常见方式,就是在一个函数内部创建另一个函数
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function createComparisonFunction(propertyName){
return function(obj1, obj2){
var value1 = obj1[propertyName]; //访问了外部函数中的变量propertyName
var value2 = obj2[propertyName]; //访问了外部函数中的变量propertyName
if(value1 < value2){
return -1;
} else if(value1 > value2){
return 1;
} else {
return 0;
}
};
}
//即使这个内部函数被返回了,在其他地方调用了,但它仍然可以访问变量propertyName。之所以还能访问这个变量,是因为内部函数的作用域中包含了createComparisonFunction( )的作用域。
当某个函数被调用时,会创建一个执行环境(execution context)及相应的作用域链。然后使用arguments和其他命名参数的值来初始化函数的活动对象(activation object)。但在作用域链中,外部函数的活动对象始终处于第二位,外部函数的外部函数的活动对象处于第三位,······直至作为作用域链终点的全局执行环境。
在函数执行过程中,为读取和写入变量的值,就需要在作用域链中查找变量。例如:
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function compare(value1, value2){
if(value1 < value2)
return -1;
else if(value1 > value2)
return 1;
else
return 0;
}
var result = compare(5, 10);
//以上代码先定义了compare()函数,然后又在全局作用域调用了它。当调用compare()时,会创建一个包含arguments、value1和value2的活动对象。全局执行环境的变量对象(包含result和compare)在compare()执行环境的作用域链中则处于第二位。
//后台的每个执行环境都有一个表示变量的对象——<b>变量对象</b>。全局环境的变量对象始终存在,而像compare()函数这样的局部环境的变量对象,则只在函数执行的过程中存在。在创建compare()函数时,会创建一个预先包含全局变量对象的作用链,这个作用域链被保存在内部的[[Scope]]属性中。当调用compare()函数时,会为函数创建一个执行环境,然后通过复制函数的[[Scope]]属性中的对象构建起执行环境的作用域链。此后又有一个活动对象(在此作为变量对象使用)被创建并被推入执行环境作用域链的前端。
//对于这个例子中compare()函数的执行环境而言,其作用域中包含两个变量对象:本地活动对象和全局变量对象。显然作用域本质上是一个指向变量对象的指针列表,它引用但不实际包含变量对象。
无论什么时候在函数中访问一个变量时,就会从作用域链中搜索具有相应名字的变量。一般来讲,当函数执行完毕后,局部活动对象就会被销毁,内存中仅保存全局作用域(全局执行环境的变量对象)。但是闭包的情况又有所不同。
在另一个函数内部定义的函数会将包含函数(及外部函数)的活动对象添加到他的的作用域链中。因此在createComparisonFunction( )函数内部定义的匿名函数的作用域中,实际上将会包含外部函数createComparisonFunction( )的活动对象。
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function createComparisonFunction(propertyName){
return function(obj1, obj2){
var value1 = obj1[propertyName];
var value2 = obj2[propertyName];
if(value1 < value2){
return -1;
} else if(value1 > value2){
return 1;
} else {
return 0;
}
};
}
var compare = createComparisonFunction('name');
var result = compare({name: 'Nicholas'}, {name: 'Greg'});
console.log(result);
//在匿名函数从createComparisonFunction()中被返回后,它的作用域链被初始化为包含createComparisonFunction()函数的活动对象和全局变量对象。这样,匿名函数就可以访问在createComparisonFunction()中定义的所有变量。更为重要的是,createComparisonFunction()函数在执行完毕后,其活动对象也不好被销毁,因为匿名函数的作用域链仍然在引用这个活动对象。换句话说,当createComparisonFunction()函数返回后,其执行环境的作用域链会被销毁,但它的活动对象仍会留在内存中;直到匿名函数被销毁后,createComparisonFunction()的活动对象才会被销毁。例如:
var compareNames = createComparisonFunction('name'); //创建函数
var result2 = compareNames({name: 'Bill'}, {name: 'Jeff'}); //调用函数
compareNames = null; //解除对匿名函数的引用(以便释放内存),这时createComparisonFunction()活动对象也会被销毁,因为已经没有地方引用它了。除了全局作用域,匿名函数的作用域链也可以安全地销毁了。
console.log(result2);
由于闭包会携带包含它的函数的作用域,因此会比其他函数占用更多的内存,所以应只在有绝对必要的时候在考虑使用闭包(即使V8等优化后的js引擎会尝试回收被闭包占用的内存)。
1. 闭包与变量
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function createFunction(){
var result = new Array();
for(var i = 0; i < 10; i++){
result[i] = function(){
return i;
};
}
return result;
}
console.log(createFunction()[0]()); //10
console.log(createFunction()[1]()); //10
//这个函数会返回一个函数组。表面上看,似乎每个函数都应该返回自己的索引值,即位置0的函数返回0,位置1的函数返回1,以此类推。但实际上每个函数都返回10.因为每个函数的作用域链中都保存着createFunction()函数的活动对象,所以它们引用的都是同一个变量i。当createFunction()函数返回后,变量i的值是10,此时每个函数都引用者保存变量i的同一个变量对象,所以在每个函数内部i的都是10。
//但是可以创建另一个匿名函数强制让闭包的行为符合预期。
function createFunction2(){
var result = new Array();
for(var i = 0; i < 10; i++){
result[i] = function(num){
return function(){
return num;
};
}(i);
}
return result;
}
console.log(createFunction2()[0]()); //0
console.log(createFunction2()[1]()); //1
console.log(createFunction2()[2]()); //2
//在这里我们没有直接把闭包赋值给数组,而是定义了一个匿名函数,并将立即执行该匿名函数的结果赋值给数组。这里的匿名函数有一个参数num,也就是最终的函数要返回的值。在调用每个匿名函数时,我们传入了变量i。由于函数参数是按值传递的,所以就会将变量i的当前值复制给参数num。而在这个匿名函数内部,又创建并返回了一个访问num的闭包。这样一来,result数组中的每个函数都有自己num变量的一个副本 ,因此就可以返回各自不同的数值了。
2. 关于this对象
在闭包中使用this可能会有问题。this对象是在运行时基于函数的执行环境绑定的:在全局函数中,this等于window,而当函数被作为某个对象的方法调用时,this等于那个对象。不过,匿名函数的执行环境具有全局性,因此其this对象通常指向window(当然在call( )或者apply( )改变函数执行环境的情况下,this会指向其他对象)。但有时候由于编写闭包的方式不同,这一代困难不会那么明显。
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var name = 'The Window';
var object = {
name: 'My Object',
getNameFunc: function(){
return function(){
return this.name;
};
}
};
console.log(object.getNameFunc()()); //'The Window' (在非严格模式下)
//为何结果不是'My Object'?
//前面提到每个函数在被调用时都会自动取得两个特殊变量:this和arguments。内部函数在搜索这两个变量时,只会搜索到其活动对象为止,因此永远不可能直接访问外部函数的this和arguments两个变量。
不过把外部作用域中的this对象保存在一个闭包能够访问到的变量里,就可以让闭包访问该对象了。
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var name = 'The Window';
var object = {
name: 'My Object',
getNameFunc: function(){
var self = this;
return function(){
return self.name;
};
}
};
console.log(object.getNameFunc()()); //'My Object' (在非严格模式下)
//在定义匿名函数之前,我们把this对象赋值给了一个叫self的变量。而在定义了闭包之后,闭包也可以访问这个变量,因为它是我们在包含函数中特意声明的一个变量。即使在函数返回之后,self也仍然引用着object,所以调用object.getNameFunc()()就返回了'My Object'。(若要访问arguments也需要作一样的处理)
在几种特殊情况下,this的值可能会意外地改变。
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var name = 'The Window';
var object = {
name: 'My Object',
getName: function(){
return this.name;
}
};
console.log(object.getName()); //'My Object'
console.log((object.getName)()); //'My Object',因为object.getName和(object.getName)的定义是相同的,所以this指向调用getName的object
console.log((object.getName = object.getName)()); //'The Window'(在非严格模式下)先执行赋值语句,在调用赋值之后的结果。这个赋值表达式的值是函数本身,所以this值指向window
3. 内存泄漏
IE9之前,如果闭包的作用域链中保存着一个html原素,那么就意味着该元素将无法被销毁。
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function assignHandler(){
var element = document.getElementById('someElement');
element.onclick = function(){
console.log(element.id);
};
}
//以上代码创建了一个作为element元素事件处理程序的闭包,而这个闭包则又创建了一个循环引用。由于匿名函数保存了一个对assignHandler()的活动对象的引用,因此就会导致无法减少element的引用数。只要匿名函数存在,element的引用数至少为1,因此它占用的内存就永远不会被回收。
//可以稍微修改一下代码来解决:
function assignHandler2(){
var element = document.getElementById('someElement');
var id = element.id;
element.onclick = function(){
alert(id);
};
element = null;
}
assignHandler2();
通过吧element.id的一个副本保存在一个变量中,并且在闭包中引用该变量消除了循环引用。但是闭包还是会引用包含函数的整个活动对象,而其中包含着element。即使闭包不直接引用element,包含函数的活动对象中也仍会保存一个引用。因此有必要把element变量设置为null。这样就能解除对DOM对象的引用。顺利地减少其引用数,确保正常回收其占用的内存。
【本文内容摘自:《JavaScript高级程序设计》(第3版)Nicholas C.Zakas 著 李松峰 曹力 译】