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实验:面试绕不过的闭包
作者:徐超波   类型:Web前端    类别:实验   日期:2020-05-20    阅读:1225 次   消耗积分:0 分

面试绕不过的闭包

闭包这个概念,一直是很多前端初学者的一个大难题,相信研究闭包的同学也多多少少看过网上其他人写的文章,但那些文章到底有没有把 JavaScript 中这个近似神话的东西讲清楚,说实话,有肯定是有,但为数不多。因此我写这篇文章的初衷,也是为了能让看到这篇文章的小伙伴们彻彻底底的理解闭包。

揭开闭包神秘面纱

我们先看一个闭包的例子:

function foo() {
    let a = 2;
    function bar() {
        console.log( a );
    }
    return bar;
}
let baz = foo();
baz();

相信大家都写过类似的例子,对闭包有研究的小伙伴肯定也知道这段代码应用了闭包。但是,哪里是闭包呢?为什么要产生闭包呢?

我们慢慢来分析:

首先必须先知道闭包是什么,才能分析出闭包为什么产生和闭包到底在哪?

当一个函数能够记住并访问到其所在的词法作用域及作用域链,特别强调是在其定义的作用域外进行的访问,此时该函数和其上层执行上下文共同构成闭包。

需要明确的几点:

  1. 闭包一定是函数对象;

  2. 闭包和词法作用域、作用域链、垃圾回收机制息息相关;

  3. 函数一定是在其定义的作用域外进行的访问时,才会产生闭包;

  4. 闭包是由该函数和其上层执行上下文共同构成;

闭包是什么我们大概了解清楚了。下面我们看下闭包是如何产生的。

我们假设 JS 引擎执行到下面这行代码:

let bar = foo();

此时,JavaScript 的作用域关系是下图这样的:

20200521_120455_552.png

这个时候的 foo 函数已经执行完,JavaScript 的垃圾回收机制应该会自动将其标记为"离开环境",等待回收机制下次执行,将其内存进行释放(标记清除)。

但是,仔细看图中粉色的箭头。由于我们在代码中将 bar 的引用指向了 baz,而正是这种引用赋值,阻止了垃圾回收机制将 foo 进行回收,从而导致 bar 的整条作用域链都被保存下来。

接下来,执行下一行代码:

baz();

bar 进入执行栈,闭包(foo)形成,此时 bar 中依旧可以访问到其父作用域中的变量 a

这样说可能不是很清晰,接下来我们借助 Chrome 的调试工具看下闭包产生的过程。

当 JS 引擎执行到 let bar = foo() 这行代码时:

20200521_120539_942.jpeg

图中所示,let baz = foo() 已经执行完,即将执行 baz(),此时 Call Stack 中只有全局上下文。

接下来 baz() 执行:

20200521_120551_999.jpeg

我们可以看到,此时 bar 进入 Call Stack 中,并且 Closure(foo) 形成。

针对上面提到的几点进行下说明:

  1. 上述第二点(闭包和词法作用域、作用域链、垃圾回收机制息息相关)大家应该都清楚了;

  2. 上述第三点,当函数 baz 执行时,闭包才生成;

  3. 上述第四点,闭包是 foo,并不是 bar,很多书(《you dont know JavaScript》《JavaScript高级程序设计》)中,都强调保存下来的引用,即上例中的 bar 是闭包,而 Chrome 认为被保存下来的封闭空间 foo 是闭包,针对这点我个人赞同 Chrome 的判断(仅为自己的理解,如有不同意见,欢迎来讨论)

闭包应用的注意事项

闭包,在 JavaScript 中绝对是一个高贵的存在,它让很多不可能实现的代码成为可能,但是「劲酒虽好,也不要贪杯哦~」,闭包虽好,也要合理使用,否则不但不能达到我们想要的效果,有的时候可能还会适得其反。

内存泄漏(Memory Leak)

JavaScript 分配给 Web 浏览器的可用内存数量通常比分配给桌面应用程序的少,这样做主要是防止 JavaScript 的网页耗尽全部系统内存而导致系统崩溃。

因此,要想使页面具有更好的性能,就必须确保页面占用最少的内存资源,也就是说,我们应该保证执行代码只保存有用的数据,一旦数据不再有用,我们就应该让垃圾回收机制对其进行回收,释放内存。

我们现在都知道了闭包会阻止垃圾回收机制对变量进行回收,因此变量会永远存在内存中,即使该变量不再被使用,而这样会造成内存泄漏,会严重影响页面的性能。因此当变量对象不再使用时,我们要将其释放。

我们还是拿上面代码举例:

function foo() {
  let a = 2;
  function bar() {
    console.log( a );
  }
  return bar;
}
let baz = foo();
baz(); // baz 指向的对象会永远存在堆内存中
baz = null; // 如果 baz 不再使用,将其指向的对象释放

闭包的应用

模块

一个模块应该具有私有属性、私有方法和公有属性、公有方法。而闭包能很好的将模块的公有属性、方法暴露出来。

var myModule = (function (window, undefined) {
	let name = "echo";
	function getName() {
		return name;
	}
	return {
		name,
		getName
	}
})(window);
console.log( myModule.name ); // echo
console.log( myModule.getName() ); // echo

"return" 关键字将对象引用导出赋值给 myModule,从而应用到闭包。

延时器(setTimeout)、计数器(setInterval)

这里简单写一个常见的关于闭包的面试题:

for( var i = 0; i < 5; i++ ) {
	setTimeout(() => {
		console.log( i );
	}, 1000 * i)
}

运行结果大家都知道:每秒钟输出一个 5,一共输出 5 次。

那么如何做到每秒钟输出一个数,依次为 0、1、2、3、4 呢?

我们这里只介绍闭包的解决方法,其他类似块作用域等等的解决方法,我们这里不讨论:

for( var i = 0; i < 5; i++ ) {
	((j) => {
		setTimeout(() => {
			console.log( j );
		}, 1000 * j)
	})(i)	
}

"setTimeout" 方法里应用了闭包,使其内部能够记住每次循环所在的词法作用域和作用域链。

由于 setTimeout 中的回调函数会在当前任务队列的尾部进行执行,因此上面第一个例子中每次循环中的 setTimeout 回调函数记住的 i 的值是 for 循环作用域中的值,此时都是 5,而第二个例子记住的 i 的数为 setTimeout 的父级作用域自执行函数中的 j 的值,依次为 0、1、2、3、4


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