深入浅出 JavaScript 闭包

Question

一、引子

闭包（closure）是 Javascript 语言的一个难点，面试时常被问及，也是它的特色，很多高级应用都要依靠闭包实现。本文尽可能用简单易懂的话，讲清楚闭包的概念、形成条件及其常见的面试题。

我们先来看一个例子：

var n = 999;
function f1() {
console.log(n);
}
f1() // 999

上面代码中，函数 f1 可以读取全局变量 n。但是，函数外部无法读取函数内部声明的变量。

function f1() {
var n = 999;
}
console.log(n)
// Uncaught ReferenceError: n is not defined

上面代码中，函数 f1 内部声明的变量 n，函数外是无法读取的。

如果有时需要得到函数内的局部变量。正常情况下，这是办不到的，只有通过变通方法才能实现。那就是在函数的内部，再定义一个函数。

function f1() {
var n = 999;
function f2() {
  console.log(n); // 999
 }
}

上面代码中，函数 f2 就在函数 f1 内部，这时 f1 内部的所有局部变量，对 f2 都是可见的。既然 f2 可以读取 f1 的局部变量，那么只要把 f2 作为返回值，我们不就可以在 f1 外部读取它的内部变量了吗！

二、闭包是什么

我们可以对上面代码进行如下修改：

   function f1(){
   var a = 999;
   function f2(){
    console.log(a);
   }
   return f2; // f1 返回了 f2 的引用
   }
   var result = f1(); // result 就是 f2 函数了
   result();  // 执行 result，全局作用域下没有 a 的定义，
         //但是函数闭包，能够把定义函数的时候的作用域一起记住，输出 999			

上面代码中，函数 f1 的返回值就是函数 f2，由于 f2 可以读取 f1 的内部变量，所以就可以在外部获得 f1 的内部变量了。

闭包就是函数 f2，即能够读取其他函数内部变量的函数。由于在 JavaScript 语言中，只有函数内部的子函数才能读取内部变量，因此可以把闭包简单理解成“定义在一个函数内部的函数”。闭包最大的特点，就是它可以“记住”诞生的环境，比如 f2 记住了它诞生的环境 f1，所以从 f2 可以得到 f1 的内部变量。在本质上，闭包就是将函数内部和函数外部连接起来的一座桥梁。

那到底什么是闭包呢？

当函数可以记住并访问所在的词法作用域，即使函数是在当前词法作用域之外执行，这就产生了闭包。 ----《你不知道的 Javascript 上卷》

我个人理解，闭包就是函数中的函数（其他语言不能函数再套函数),里面的函数可以访问外面函数的变量，外面的变量的是这个内部函数的一部分。

闭包形成的条件

• 函数嵌套
• 内部函数引用外部函数的局部变量

三、闭包的特性

每个函数都是闭包，每个函数天生都能够记忆自己定义时所处的作用域环境。把一个函数从它定义的那个作用域，挪走，运行。这个函数居然能够记忆住定义时的那个作用域。不管函数走到哪里，定义时的作用域就带到了哪里。接下来我们用两个例子来说明这个问题：

//例题 1
var inner;
function outer(){
var a=250;
inner=function(){
alert(a);//这个函数虽然在外面执行，但能够记忆住定义时的那个作用域，a 是 250
  }
}
outer();
var a=300;
inner();//一个函数在执行的时候，找闭包里面的变量，不会理会当前作用域。

//例题 2
function outer(x){
  function inner(y){
  console.log(x+y);
  }
return inner;
}
var inn=outer(3);//数字 3 传入 outer 函数后，inner 函数中 x 便会记住这个值
inn(5);//当 inner 函数再传入 5 的时候，只会对 y 赋值，所以最后弹出 8

四、闭包的内存泄漏

栈内存提供一个执行环境，即作用域，包括全局作用域和私有作用域,那他们什么时候释放内存的？

• 全局作用域----只有当页面关闭的时候全局作用域才会销毁
• 私有的作用域----只有函数执行才会产生

一般情况下，函数执行会形成一个新的私有的作用域，当私有作用域中的代码执行完成后，我们当前作用域都会主动的进行释放和销毁。但当遇到函数执行返回了一个引用数据类型的值，并且在函数的外面被一个其他的东西给接收了，这种情况下一般形成的私有作用域都不会销毁。

如下面这种情况：

function fn(){
var num=100;
return function(){
  }
}
var f=fn();//fn 执行形成的这个私有的作用域就不能再销毁了

也就是像上面这段代码，fn 函数内部的私有作用域会被一直占用的，发生了内存泄漏。所谓内存泄漏指任何对象在您不再拥有或需要它之后仍然存在。闭包不能滥用，否则会导致内存泄露，影响网页的性能。闭包使用完了后，要立即释放资源，将引用变量指向 null。

接下来我们看下有关于内存泄漏的一道经典面试题：

  function outer(){
  var num=0;//内部变量
  return function add(){//通过 return 返回 add 函数，就可以在 outer 函数外访问了
  num++;//内部函数有引用，作为 add 函数的一部分了
  console.log(num);
  };
 }
  var func1=outer();
  func1();//实际上是调用 add 函数， 输出 1
  func1();//输出 2 因为 outer 函数内部的私有作用域会一直被占用
  var func2=outer();
  func2();// 输出 1  每次重新引用函数的时候，闭包是全新的。
  func2();// 输出 2  

五、闭包的作用

1. 可以读取函数内部的变量。
2. 可以使变量的值长期保存在内存中，生命周期比较长。因此不能滥用闭包，否则会造成网页的性能问题
3. 可以用来实现 JS 模块。

JS 模块:具有特定功能的 js 文件,将所有的数据和功能都封装在一个函数内部（私有的),只向外暴露一个包信 n 个方法的对象或函数,模块的使用者,只需要通过模块暴露的对象调用方法来实现对应的功能。

具体请看下面的例子:

//index.html 文件
<script type="text/javascript" src="myModule.js"></script>
<script type="text/javascript">
  myModule2.doSomething()
  myModule2.doOtherthing()
</script>

//myModule.js 文件
(function () {
  var msg = 'Beijing'//私有数据
  //操作数据的函数
  function doSomething() {
    console.log('doSomething() '+msg.toUpperCase())
  }
  function doOtherthing () {
    console.log('doOtherthing() '+msg.toLowerCase())
  }
  //向外暴露对象（给外部使用的两个方法)
  window.myModule2 = {
    doSomething: doSomething,
    doOtherthing: doOtherthing
  }
})()

六、闭包的运用

我们要实现这样的一个需求: 点击某个按钮, 提示 点击的是第 n 个按钮，此处我们先不用事件代理：

.....
<button>测试 1</button>
<button>测试 2</button>
<button>测试 3</button>
<script type="text/javascript">
   var btns = document.getElementsByTagName('button')
    for (var i = 0; i < btns.length; i++) {
      btns[i].onclick = function () {
        console.log('第' + (i + 1) + '个')
      }
    }
</script>  

万万没想到，点击任意一个按钮，后台都是弹出“第四个”,这是因为 i 是全局变量,执行到点击事件时，此时 i 的值为 3。那该如何修改，最简单的是用 let 声明 i

 for (let i = 0; i < btns.length; i++) {
      btns[i].onclick = function () {
        console.log('第' + (i + 1) + '个')
      }
    }

另外我们可以通过闭包的方式来修改:

   for (var i = 0; i < btns.length; i++) {
      (function (j) {
        btns[j].onclick = function () {
          console.log('第' + (j + 1) + '个')
        }
      })(i)
    }

参考文章

• Javascript 教程
• 你不知道的 Javascript 上卷