全面理解JavaScript中的闭包

引子

闭包是有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。
闭包是javascript中很难理解的部分，很多高级的应用都依靠闭包来实现的，我们先来看下面的一个例子：

function outer() {
  var i = 100;
  function inner() {
    console.log(i);
  }
}

上面代码，根据变量的作用域，函数outer中所有的局部变量，对函数inner都是可见的；函数inner中的局部变量，在函数inner外是不可见的，所以在函数inner外是无法读取函数inner的局部变量的。

既然函数inner可以读取函数outer的局部变量，那么只要将inner作为返会值，就可以直接在ouer外部读取inner的局部变量。

function outer() {
  var i = 100;
  function inner() {
     console.log(i);
  }
  return inner;
}
var rs = outer();
rs();

这个函数有两个特点：

函数inner嵌套在函数ouer内部；
函数outer返回函数inner。

这样执行完var rs = outer()后，实际rs指向了函数inner。这段代码其实就是一个闭包。也就是说当函数outer内的函数inner被函数outer外的一个变量引用的时候，就创建了一个闭包。

作用域
简单的说，作用域就是变量与函数的可访问范围，即作用域控制着变量与函数的可见性和生命周期。在JavaScript中，变量的作用域有全局作用域和局部作用域两种。

全局作用域

var num1 = 1;
function fun1 (){
  num2 = 2;
}

以上三个对象num1,num2和fun1均是全局作用域，这里要注意的是末定义直接赋值的变量自动声明为拥有全局作用域；

局部作用域

function wrap(){
  var obj = "我被wrap包裹起来了，wrap外部无法直接访问到我";
  function innerFun(){
    //外部无法访问我
  }
}

作用域链
Javascript中一切皆对象，这些对象有一个[[Scope]]属性，该属性包含了函数被创建的作用域中对象的集合，这个集合被称为函数的作用域链（Scope Chain），它决定了哪些数据能被函数访问。

function add(a,b){
  return a+b;
}

当函数创建的时候，它的[[scope]]属性自动添加好全局作用域

var sum = add(3,4);

当函数调用的时候，会创建一个称为运行期上下文(execution context)的内部对象，z这个对象定义了函数执行时的环境。它也有自己的作用域链，用于标识符解析，而它的作用域链初始化为当前运行函数的[[Scope]]所包含的对象。

在函数执行过程中，每遇到一个变量，都会经历一次标识符解析过程以决定从哪里获取和存储数据。该过程从作用域链头部，也就是从活动对象开始搜索，查找同名的标识符，如果找到了就使用这个标识符对应的变量，如果没找到继续搜索作用域链中的下一个对象，如果搜索完所有对象（最后一个为全局对象）都未找到，则认为该标识符未定义。

闭包
闭包简单来说就是一个函数访问了它的外部变量。

var quo = function(status){
  return {
    getStatus: function(){
      return status;
    }
  }
}

status保存在quo中，它返回了一个对象，这个对象里的方法getStatus引用了这个status变量，即getStatus函数访问它的外部变量status；

var newValue = quo('string');//返回了一个匿名对象，被newValue引用着
newValue.getStatus();//访问到了quo的内部变量status

假如并没有getStatus这个方法，那么quo('sting')结束后，status自动被回收，正是因为返回的匿名对象被一个全局对象引用，那么这个匿名对象又依赖于status，所以会阻止status的释放。

例子：

//错误方案
var test = function(nodes){
  var i ;
  for(i = 0;i<nodes.length;i++){
    nodes[i].onclick = function(e){
      alert(i);
    }
  }
}

匿名函数创建了一个闭包，那么其访问的i是外部test函数中的i，所以每一个节点实际上引用的是同一个i。

//改进方案
var test = function(nodes){
  var i ;
  for(i = 0;i<nodes.length;i++){
    nodes[i].onclick = function(i){
      return function(){
        alert(i);
      };
    }(i);
  }
}

每一个节点绑定了一个事件，这个事件接收一个参数，并且立即运行，传入i，因为是按值传递的，所以每一次循环都会为当前i产生一个新的备份。

闭包的作用

function outer() {
  var i = 100;
  function inner() {
     console.log(i++);
  }
  return inner;
}
var rs = outer();
rs();  //100
rs();  //101
rs();  //102

上面的代码中，rs是闭包inner函数。rs共运行了三次，第一次100，第二次101，第三次102，这说明在函数outer中的局部变量i一直保存在内存中,并没有在调用自动清除。

闭包的作用就是在outer执行完毕并返回后，闭包使javascript的垃圾回收机制（grabage collection）不会回收outer所占的内存，因为outer的内部函数inner的执行要依赖outer中的变量。(另一种解释：outer是inner的父函数，inner被赋给了一个全局变量，导致inner会一直在内存中，而inner的存在依赖于outer,因些outer也始终于在内存中，不会在调用结束后被垃圾收集回收)。

闭包有权访问函数内部的所有变量。
当函数返回一个闭包时，这个函数的作用域将会一直在内存中保存到闭包不存在为止。

闭包与变量

由于作用域链的机制，闭包只能取得包含函数中任何变量的最后一个值。看下面例子：

function f() {
  var rs = [];

  for (var i=0; i <10; i++) {
    rs[i] = function() {
      return i;
    };
  }

  return rs;
}

var fn = f();

for (var i = 0; i < fn.length; i++) {
  console.log('函数fn[' + i + ']()返回值:' + fn[i]());
}

函数会返回一个数组，表面上看，似乎每个函数都应该返回自己的索引值，实际上，每个函数都返回10，这是因为第个函数的作用域链上都保存着函数f的活动对象，它们引用的都是同一变量i。当函数f返回后，变量i的值为10，此时每个函数都保存着变量i的同一个变量对象。我们可以通过创建另一个匿名函数来强制让闭包的行为符合预期。

function f() {
  var rs = [];

  for (var i=0; i <10; i++) {
    rs[i] = function(num) {
      return function() {
        return num;
      };
    }(i);
  }

  return rs;
}

var fn = f();

for (var i = 0; i < fn.length; i++) {
  console.log('函数fn[' + i + ']()返回值:' + fn[i]());
}

这个版本中，我们没有直接将闭包赋值给数组，而是定义了一个匿名函数，并将立即执行匿名函数的结果赋值给数组。这里匿名函数有一个参数num，在调用每个函数时，我们传入变量i，由于参数是按值传递的，所以就会将变量i复制给参数num。而在这个匿名函数内部，又创建了并返回了一个访问num的闭包，这样，rs数组中每个函数都有自己num变量的一个副本，因此就可以返回不同的数值了。

闭包中的this对象

var name = 'Jack';

var o = {
  name : 'bingdian',

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

console.log(o.getName()());   //Jack
var name = 'Jack';

var o = {
  name : 'bingdian',

  getName : function() {
    var self = this;
    return function() {
      return self.name;
    };
  }
}

console.log(o.getName()());   //bingdian

内存泄露

function assignHandler() {
  var el = document.getElementById('demo');
  el.onclick = function() {
    console.log(el.id);
  }
}
assignHandler();

以上代码创建了作为el元素事件处理程序的闭包，而这个闭包又创建了一个循环引用，只要匿名函数存在，el的引用数至少为1，因些它所占用的内存就永完不会被回收。

function assignHandler() {
  var el = document.getElementById('demo');
  var id = el.id;

  el.onclick = function() {
    console.log(id);
  }

  el = null;
}
assignHandler();

把变量el设置null能够解除DOM对象的引用，确保正常回收其占用内存。

模仿块级作用域

任何一对花括号（｛和｝）中的语句集都属于一个块，在这之中定义的所有变量在代码块外都是不可见的，我们称之为块级作用域。

(function(){
  //块级作用域
})();

闭包的应用

保护函数内的变量安全。如前面的例子，函数outer中i只有函数inner才能访问，而无法通过其他途径访问到，因此保护了i的安全性。
在内存中维持一个变量。如前面的例子，由于闭包，函数outer中i的一直存在于内存中，因此每次执行rs()，都会给i加1。